ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение pH среды при помощи индикаторов из "Курс аналитической химии Кн 2 Издание 4" Смешивая растворы различных индикаторов, можно получить универсальные индикаторы, изменяющие свою окраску на всем протяжении шкалы pH (см. книга I, Качественный анализ , гл. IV, 7). [c.197] Предположим, что к раствору прибавили каплю индикатора ме-гилового оранжевого, отчего раствор приобрел желтую окраску. Из рис. 75 видно, что желтая окраска метилового оранжевого соответствует значениям pH от 4,4 до 14, т. е. взятый раствор может быть и слабокислым (pH = 4,4—7), и нейтральным (pH = 7), и слабощелочным (pH = 7—10), и даже сильнощелочным (pH 10). Таким образом, в приведенном случае при помощи индикатора метилового оранжевого получим очень мало сведений о кислотности исследуемого раствора. Можно только сказать, что данный раствор не является сильнокислым. [c.197] Рассмотрим второй случай — исследуемый раствор от прибавления метилового оранжевого окрасился в розовый цвет. В этом случае на основании того же рис. 75 можно сделать более определенный вывод, а именно, что этот раствор сильнокислый, так как если бы он был слабокислым или щелочным, то от метилового оранжевого он стал бы желтым. Хотя это заключение более определенное, чем в первом случае, тем не менее и такая точность аналитика удовлетворить не может. [c.197] Наконец, рассмотрим третий случай, когда раствор от прибавления метилового оранжевого окрасился в промежуточный — оранжевый цвет. Зная, что метиловый оранжевый имеет оранжевую окраску только в интервале pH между 3,1 и 4,4, можно сказать, что pH раствора больше 3,1 и меньше 4,4. На основании этого примера можно сделать вывод индикатор только в том случае указывает определенное значение pH раствора, когда это значение pH соответствует переходной окраске индикатора, т. е. его интервалу перехода. [c.197] Таким образом, для определения различных значений pH растворов требуется не один индикатор, а целый набор их. С помощью таких наборов индикаторов можно определять реакцию среды растворов с точностью до 0,1—0,3 единицы pH. [c.198] Интервалы перехода индикаторов, приведенные на рис. 75, перекрывают ббльшую часть шкалы pH (от 3 до 10), т. е. как раз тог интервал значений pH, в котором обычно заканчивается большинство титрований. Поэтому в обычной практике вполне можно удовлетвориться четырьмя или даже тремя из приведенных индикаторов. Определение нейтральной точки (pH = 7) при титровании совсем не обязательно. [c.198] При пользовании индикаторами не следует забывать, что сами индикаторы в большинстве случаев являются кислотами. Например, метиловый оранжевый более сильная кислота, чем уксусная. Поэтому прибавление индикатора к титруемому раствору в больших количествах поведет к значительным ошибкам, так как рабочий раствор будет расходоваться также на нейтрализацию Н+-ионов индикатора, протекающую с образованием хорошо диссоциирующей соли. Кроме того,, чем выше концентрация индикатора, тем меньше будет резкость изменения его цвета, что также приведет к увеличению ошибки определения. [c.198] В действительности нет необходимости подыскивать индикатор, для которого pH интервала превращения строго соответствует pH точки эквивалентности данного титрования. Как показывают кривые титрования, точка эквивалентности лежит приблизительно в середине скачка pH, а этот скачок наступает при изменении pH раствора от прибавления последней капли рабочего раствора. Поэтому от прибавления последней капли изменят цвет все индикаторы, интервал перехода которых соответствует скачку титрования. [c.199] Из сказанного вытекает главное правило выбора индикатора. Титрование в методе нейтрализации следует выполнять в присутствии такого индикатора, интервал перехода которого заключается в интервале скачка pH на кривой титрования данного вещества. [c.199] Поскольку все виды титрований, встречающиеся в методе нейтрализации, сводятся к трем основным типам, которым соответствуют три типа кривых титрования (рис. 76), рассмотрим вопрос о выборе индикатора для каждого из этих случаев. [c.200] Титрование сильной Кислоты сильным основанием. Как показывает кривая (а) титрования сильной кислоты сильным основанием, последняя капля рабочего раствора щелочи в этом случае вызывает очень резкое изменение pH (от 4 до 10). В указанных пределах значений pH наблюдается изменение окраски большинства рассматриваемых индикаторов. Следовательно, в этом случае применение любого из перечисленных выше индикаторов (см. табл. 5 и рис. 76), кроме первого и последнего, приведет к приблизительно одинаковому результату. [c.200] Титрование слабой кислоты сильным основанием. При титровании слабой кислоты сильным основанием (кривая б) скачок титрования наблюдается в пределах от 8 до 10 единиц pH, а потому выбор индикатора более ограничен. В этом случае можно воспользоваться только фенолфталеином, для которого область перехода окраски лежит в, интервале от 8 до 10 единиц pH. [c.200] Чтобы показать, какие ошибки могут возникнуть вследствие неправильного выбора индикатора, рассмотрим в качестве примера случай титрования 0,1 н. раствора уксусной кислоты 0,1 и. раствором едкого натра в присутствии различных индикаторов. [c.200] Предположим, что для этой цели мы воспользовались метиловым оранжевым с интервалом перехода от 3,1 до 4,4 единиц pH. Как показывает кривая (см. рис. 71, стр. 187), до начала титрования рН=2,87. Следовательно, прибавленный метиловый оранжевый окрасит раствор в розовый цвет. Но уже в самом начале титрования значение pH раствора становится равным 3, т. е. после приливания всего около 0,5 мл рабочего раствора раствор примет желтоватый оттенок, так как верхняя граница интервала перехода метилового оранжевого составляет 3,1. Зная, что рабочего раствора израсходовано еще очень мало, мы, конечно, продолжим титрование дальше, однако после приливания 6 мл рабочего раствора титруемый раствор приобретает значение pH = 4,4 и станет желтым (так как для метилового оранжевого 4,4 — нижняя граница интервала перехода). Это означает, что при продолжении титрования цвет раствора больше изменяться не будет, поэтому титрование приходится прекратить, хотя израсходовано всего 6 мл рабочего раствора вместо требуемых 20 мл. Найденное количество СНзСООН окажется в 3—4 раза меньше действительно заключающегося в титруемом растворе. [c.200] Конечно, такая ошибка в аналитической работе совершенно недопустима. [c.201] Титрование слабого основания сильной кислотой. Форма соответствующей кривой титрования (см. рис. 76, кривая в) показывает, что в этом случае скачок pH происходит в интервале значений pH от 4 до 6. Следовательно, наиболее подходящим индикатором будет метиловый красный с областью перехода от 4,2 до 6,2 единиц pH. [c.201] Титрование со свидетелем . Точность титрования во многом зависит от точности определения цвета титруемого раствора Поэтому при титровании полезно пользоваться так называемым свидетелем, т. е. образцовым раствором, имеющим такую же окраску, как та, при которой нужно закончить титрование. При титровании свидетель ставят около сосуда с титруемым раствором для сравнения их окраски. Свидетель обязательно должен быть приготовлен в сосуде такой же формы и емкости, как тот, в котором проводят титрование. Оба сосуда должны быть сделаны из одинакового стекла. Объем образцового раствора должен быть равен объему титруемого раствора в конце титрования. Индикатор к свидетелю и титруемому раствору нужно прибавлять в одинаковом количестве — по 1 капле на 25 мл раствора. [c.201] Применение светофильтров при титровании. Определение окраски индикатора часто затрудняется вследствие плохого освещения. Особенно трудно различать желтые оттенки растворов при электрическом освещении. Поэтому лучше всего, чтобы лаборатория была оборудована лампами дневного света, который меньше искажает цвета. [c.201] Вместо употребления светофильтра можно к индикатору прибавить синий краситель — индигокармин. Такой индикатор носиг название вечернего и с успехом применяется при работе в вечерних и ночных сменах. [c.202] Смешанные индикаторы. Для повышения резкости перехода окраски употребляют также смешанные индикаторы, состоящие и смеси нескольких веществ, изменяющих окраску с изменением величины pH. Например, применяют смеси 3 части 0,1%-ного раствора бромкрезолового зеленого с 2 частями 0,1%-ного раствора метилового красного. При pH = 5,1 окраска раствора, титруемого в присутствии этой смеси, резко изменяется из красной (в кисло среде) в зелёную. Смесь одной части крезолового красного с 3 частями тимолового голубого при pH = 8,2 имеет ярко-красную окраску, а при pH = 8,4 — фиолетовую. [c.202] Вернуться к основной статье