ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение pH среды в ходе качественного анализа из "Курс качественного химического полумикроанализа 1973" Для большинства аналитических реакций pH среды имеет важное значение и в процессе анализа его часто приходится определять. Существуют различные методы определения pH. Более точные методы. довольно сложны и требуют специальной аппаратуры, а потому мало пригодны для качественного анализа, где не нужна точность определения, превышающая единицу pH (часто допускается еще меньшая точность). Поэтому в качественном анализе пользуются исключительно колориметрическим методом, основанным на применении реагентов, которые изменяют окраску в зависимости от концентрации ионов водорода. Такие реагенты (например, лакмус) называются кислотно-основными индикаторами. Они представляют собой слабые органические кислоты или основания, недиссоциированные молекулы и ионы которых имеют различную окраску. Лакмус содержит так называемую азолитминовую кислоту, недиссоциированные молекулы которой красного, а анионы — синего цвета. [c.115] С образованием неионизированных молекул НгО. В результате реакция, выражающая равновесие ионизации индикатора, сместится вправо, т. е. в сторону накопления анионов Ind , и раствор окрасится в синий цвет. [c.116] Следовательно, от щелочей фенолфталеин должен окрашиваться в красный цвет, а от кислот — обесцвечиваться. [c.116] Прибавление к раствору кислоты или щелочи, очевидно, изменяет pH раствора, с чем и связано изменение окраски рассматриваемых индикаторов. Изучение этого вопроса показало, что изменение окраски происходит внутри определенного, характерного для данного индикатора интервала значений pH, называемого областью перехода индикатора. Так, лакмус при любых значениях pH, меньше 5, имеет совершенно одинаковую красную окраску. При увеличении pH выше 5 окраска начинает заметно изменяться и при pH 8 становится ярко-синей. Затем как бы ни повышался pH, т. е. сколько бы щелочи ни прибавляли к раствору, окраска его остается такой же синей, как и при pH 8. Интервал pH, равный 5—8, представляет собой область перехода лакмуса. У других индикаторов область перехода отвечает другим значениям pH . Например, область перехода фенолфталеина отвечает pH 8—10 при pH 8 этот индикатор бесцветен, а при pH 10 имеет интенсивно красную окраску. Внутри же области перехода наблюдается постепенное покраснение первоначально бесцветного раствора, которое при pH 10 достигает наибольшей интенсивности. [c.116] Простейшим способом определения реакции раствора является испытание его раствором лакмуса или лакмусовой бумагой. Лакмусовая бумага представляет собой полоску фильтровальной бумаги, пропитанную раствором лакмуса, который предварительно подкрашивают добавлением очень малого количества кислоты ( красная лакмусовая бумага ) или щелочи ( синяя лакмусовая бумага ). Если при нанесении на синюю лакмусовую бумагу капли исследуемого раствора она краснеет, то реакция раствора кислая (pH 5). Посинение красной лакмусовой бумаги от капли исследуемого раствора показывает, что он имеет щелочную реакцию (pH 8). Если ни та, ни другая бумага не изменяют окраски под влиянием исследуемого раствора, то его считают нейтральным (pH 7). [c.116] Иногда такое приблизительное определение реакции раствора достаточно. Однако в ряде случаев очень важно иметь более точное представление о значении pH раствора. Для этого применяют не один, а несколько различных индикаторов, области перехода которых отвечают различным значениям pH. [c.117] Сопоставляя действие исследуемого раствора на различные индикаторы (или пропитанную их растворами бумагу), нетрудно приблизительно (с достаточной для качественного анализа точностью) определить pH исследуемого раствора. [c.117] На основании этих результатов можно сделать следующее заключение. [c.117] НОМ случае можно было бы обойтись без испытания метиловым оранжевым и фенолфталеином. Удобнее всего начинать испытания с применения тимолового синего, так как, если он даст красную окраску (pH 1,2 — сильнокислый раствор) или синюю окраску (pH 9,6 — сильнощелочной раствор), дальнейшие испытания становятся излишними. [c.118] Если какой-либо индикатор дает не одну из своих крайних окрасок, а промежуточную между ними, это значит, что pH раствора лежит в пределах области перехода данного индикатора. Например, если вместо желтой или синей окраски тимоловый синий дал получающуюся при их оптическом сложении зеленую окраску, можно сделать заключение, что pH имеет промежуточное значение между 8,0 и 9,6, т. е. около 9. Тот же вывод можно сделать и при получении бледно-розовой окраски фенолфталеина вместо ярко-красной. [c.118] Растворы индикаторов можно заменять соответствующей индикаторной бумагой, нанося на нее стеклянной палочкой немного исследуемого раствора и наблюдая появляющиеся при этом окраски. [c.118] Применение бумаги требует меньшей затраты раствора и потому более соответствует общему характеру полумикроанализа. Однако окраски получаются менее яркими и, кроме того, несколько изменяются в связи с адсорбцией бумагой растворенных веществ. [c.118] Вместо описанного выше набора индикаторов удобнее пользоваться так называемыми универсальными индикаторами это смеси отдельных индикаторов, изменяющие окраску в широком интервале pH. [c.118] Индикатор можно применять либо в виде раствора, каплю ко торого смешивают на капельной пластинке с 1—3 каплями исследуемого раствора, либо в виде индикаторной бумаги, пропитанной раствором универсального индикатора и высушенной. К пачке бумаги прилагается цветная шкала, показывающая, какие окраски принимает бумага при различных величинах pH. Определение pH по шкале чрезвычайно просто. Если шкала отсутствует, полезно иметь серию буферных растворов и параллельно с исследуемым раствором действовать универсальным индикатором на эти растворы. [c.118] Вернуться к основной статье