Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кислотно-основные индикаторы
для определения среды водных растворов Кислотно-основными индикаторами называют вещества, меняющие свою окраску в определенной области значений рН раствора. Индикаторами могут быть слабые органические кислоты (HInd) и основания (IndOH), молекулы и ионы которых имеют разную окраску. При введении в исследуемый раствор индикаторы диссоциируют по одному из механизмов соответственно: а) HInd H+ + Ind-; б) IndОН Ind- + ОН- . Так как процессы диссоциации а) и б) обратимы, положение равновесия зависит от кислотности исследуемого раствора. В кислой среде индикаторы типа HInd в соответствии с принципом Ле-Шателье находятся преимущественно в виде молекул, и окраска соответствует молекулярной форме. Индикаторы-основания (IndОН) в кислой среде, напротив, будут присутствовать в своей ионной форме, которая обусловливает их соответствующую окраску, а в щелочной среде – в молекулярном виде. Выражение для константы диссоциации кислотного индикатора имеет вид: (40) откуда , (41) где - равновесные активности (концентрации) ионов Н+, кислотного индикатора в ионной форме и индикатора в молекулярной форме соответственно. 1.Если > , > , то раствор имеет окраску иона.
2.Если < < , то раствор имеет окраску недиссоциированной кислоты. 3.Если = = , то происходит смена окраски. Из уравнения (41) после логарифмирования и перемены знаков можно прийти к выражению для рН в состоянии равновесия: (42) где .
. (43) Из уравнения (43) следует, что изменение рН приводит к изменению соотношения основной и кислотной форм индикатора, а следовательно и к изменению цвета. Интервал, в котором глаз воспринимает переходный цвет, называется интервалом перехода индикатора. Он находится в границах рН: рН = рКдис.HInd 1. (44)
Например, если константа индикатора КHind ≈ 10-7, то рКHind = 7, а интервал воспринимаемого перехода цвета находится в пределах значений рН от 6 до 8. Таблица 16
Характерная окраска и интервалы перехода некоторых индикаторов
Окраска универсального индикатора (смеси индикаторов) изменяется от красной (при рН< 3, 4) через оранжевую (рН 3, 4 – 4, 7), желтую (рН 4, 7 – 6, 2), зеленую (рН 6, 2 – 7, 2), голубую (рН 7, 2 – 8, 5) до фиолетовой ( рН > 8, 5) (табл.16). Для того, чтобы можно было пренебречь влиянием на рН реакционной среды самих индикаторов, их используют в очень небольших количествах. Для более точных измерений рН среды используют приборы - рН-метры, с помощью которых можно определить рН растворов в диапазоне от 0 до 14 с точностью до 0.01 единицы рН. Водные буферные растворы Растворы, рН которых относительно мало изменяется при добавлении небольших количеств кислоты или основания, называются буферными растворами. Они обычно содержат либо слабую кислоту и её соль, например, CH3COOH + NaCH3COO, либо слабое основание и его соль, например, NH4OH + NH4Cl. В смесях водных растворов слабых кислот и их солей, а также в смесях слабых оснований и их солей концентрации ионов Н+ и ОН- зависят не от абсолютных количеств, а от соотношений кислоты или основания и их солей. ; (45) . (46) Это значит, что Сн+ (и рН) в таких смесях не зависит от разбавления. Рассмотрим процессы диссоциации в растворе слабой кислоты и её соли: CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+, CH3COONa → CH3COO- + Na+. При добавлении к буферной смеси небольших количеств сильной кислоты анионы CH3COO- стягиваются в молекулы слабой кислоты по реакции: CH3COO- + Н+ ⇄ CH3COOН. При добавлении в буферный раствор небольших количеств щелочи произойдет образование слабого электролита – воды: ОН- + Н+ ⇄ Н2О Образование слабых электролитов при добавлении в буферный раствор кислоты или основания обусловливает устойчивость рН. При необходимости с помощью буферных смесей можно поддерживать рН растворов на нужном практически постоянном уровне. ; (47) , (48)
где Kдис - константа диссоциации слабой кислоты или слабого основания. Популярное: |
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-16; Просмотров: 1640; Нарушение авторского права страницы