Қышқылды-негіздік индикаторлар
Индикаторлардың қасиетін 1894 жылы В.Оствальд ұсынған индикаторлардың иондық теориясы жете түсіндіреді. Осы теорияға сәйкес, индикаторлар - суда әлсіз протолиттік қасиет көрсететін, боялған органикалық қышқылдар (HInd) мен негіздер (Іnd). Индикатор түсінің өзгеруі реакция жүріп жатқан ортада бір өзгеріс болғанын көрсетеді. рН индикаторлардың қышқылдық және негіздік формасы өзінің түсі бойынша ерекшеленеді (қос түсті индикаторлар – метил қызыл, метилоранж). Сондай-ақ бір түсті индикаторлар да бар, мысалы, фенолфталеин, тимолфталеин. Бұлардың қышқылдық формасы түссіз, ал негіздік формасы - қызғылт күлгін және көк түсті.
Нейтралдану әдісінде индикаторларға бірнеше талаптар қойылады:
1. Индикатор түсі рН мәнінің аз ғана интервалында өзгеруі тиіс;
2. Индикатор түсіайқынболуықажет.
Индикатор түсінің өзгеруі қайтымды процесс болуы керек.
Қателік аз болуы үшін индикатор түсі Н+ және ОН-иондарының аз мөлшерінен өзгеруі тиіс.
Қышқылды-негіздік индикаторларды бірнеше топтарға жіктейді:
- фталеинді индикаторлар (фенолфталеин мен тимолфталеин) әлсіз қышқыл ортада түссіз, ал сілтілік ортада боялған;
Сульфофталеинді индикаторлар (фенол қызыл);
азоиндикаторлар (метилоранж, метил қызыл), бұлар ерітіндінің негізділігі артуымен түстерін қызылдан сарыға өзгертеді; индикатордың түсін өзгерту аралығы біршама қышқыл аймаққа ығысқан.
Кез келген қышқылды немесе негізді титрлеу кезінде индикатор екінші қышқылдың немесе негіздің қызметін атқарады. Мысалы, қышқылды сілтімен титрлегенде, екінші қышқыл (индикатор) алдыңғыдан кейін титрленеді және эквиваленттік нүктені анықтайды.
Түсін рН ортаға байласынты өзгертетін индикаторларды рН индикаторлар деп атайды. Оларға лакмус, фенолфталеин, метилоранж, метил қызыл және т.б. жатады.
Қышқылдық индикаторлар:
НІnd Н+ + Іnd-
Негіздік индикаторлар:
Ind + Н+ = IndН+
;
рКА, рКВ – индикатордың көрсеткіші.
Индикатордың ионизацияланбаған молекулалары мен ионизацияланған иондарының түстері әртүрлі болады.
Егер [Н Ind] / [ Ind -] қатынасы бірге тең болса, онда
болады.
рН – қа тең индикатордың көрсеткішін титрлеу көрсеткіші (рТ) деп атайды.
Индикатор өзінің түсін рН = рКА ± 1 аралығында өзгертерді. Бұл рН аралығын индикатордың түсін өзгерту аралығы деп атайды (кесте 1).
Индикаторлардың ионық теориясынан басқа, ионды-хромофорлы теориясы да бар.
Бұл теория бойынша индикатор түсінің өзгеруі олардың құрамындағы бір хромофорлы топшаның екінші хромофорлы топшаға айналуына негізделген. Мысалы, метилоранж индикаторының сілтілік ортадағы құрамы:
(СН3)2 N N = N SO3- ( Ind-)
Бұл қосылыстың бояуы хромофорлы азотопшасына байланысты. Протонды қосып алғанда, яғни негіздік түрінен қышқылды түріне ауысқанда хромофорлы хинонды топша пайда болады:
(СН3)2N+ = = N NН SO3- (НInd)
Мысалы, фенолфталеин индикаторынының түссіз қышқылдық түрінен боялған негіздік түріне ауысуы жаңа хромофорлы, көрінетін жарықтың спектрлерін жұтатын хиноидты топшаның пайда болуы негізделген.
Әрбір индикатордың түсі рН мәндерінің аз интервалында өзгереді, және бұл интервал тек берілген индикатордың қасиетіне ғана тәуелді және әрекеттесетін қышқылдар мен негіздердің табиғатына мүлдем тәуелді емес.
Түсін өзгерту интервалы аймағында индикатор түсінің күрт өзгеруі белгілі бір рН мәнінде байқалады және ол титрлеу көрсеткіші (рТ) деп аталады. рТ шамасының мәні ауысу (өзгеру) аймағының шамамен орта тұсында табылады және ауысу интервалын сипаттайтын екі параллель рН мәндерінің орташа мәндеріне тең.
Метил қызыл үшін рН-тың өзгеру интервалы
Фенолфталеин үшін рН-тың өзгеру интервалы
Кесте 1. Жиі пайдаланылатын индикаторлардың қасиеттері
Индикатор
|
рК Ind
|
Өзгерту аралығы
|
рТ
|
Түсі
|
Қышқылды түрі
|
Негіздік түрі
|
Метил сары
|
3.1
|
2.4 – 4.0
|
3.0
|
қызыл
|
Сары
|
Метилоранж
|
3.5
|
3.2 – 4.4
|
4.0
|
қызыл
|
Сары
|
Метил қызыл
|
5.0
|
4.2 – 6.2
|
5.5
|
қызыл
|
Сары
|
Фенолды қызыл
|
8.0
|
6.8 – 8.2
|
7.5
|
сары
|
Қызыл
|
Фенолфталеин
|
8.7
|
8.0 – 9.8
|
9.0
|
түссіз
|
күлгін қызыл
|
Достарыңызбен бөлісу: |