Modificări ale culorii indicatorilor din soluții.

Tehnică

INDICATORI DE PLANTE ÎN LABORATORUL SCOLAR

Pavlova Sargylana

Makarova Victoria clasa 9 „B”, MBOU „Vilyuiskaya secundarșcoală gimnazială

Nr. 1 numit după G.I. Chiryaev" Vilyuisk Republica Sakha (Iacuția)

Petrova Anna Prokopievna

îndrumător științific, profesor de cea mai înaltă categorie, profesor de chimie al Școlii Gimnaziale Nr.1 ​​Vilyui cu numele G.I. Chiryaeva”, Vilyuysk Indicatorii sunt chimicale

, a cărui culoare se modifică în funcție de pH-ul mediului. Indicator înseamnă „indicator” în latină.

La lecțiile de chimie folosim indicatori precum turnesol, fenolftaleină, metil portocaliu, care își schimbă culoarea în funcție de mediul soluției. Sucurile și decocturile de fructe de pădure, fructe și flori viu colorate au, de asemenea, proprietățile indicatorilor acido-bazici, adică își schimbă culoarea atunci când se schimbă aciditatea mediului. Relevanţă:

utilizarea indicatorilor acido-bazici din fructele plantelor care cresc în Yakutia pentru a determina reacția mediului. Scopul lucrării

: obtinerea de indicatori de plante din materii prime naturale.

Sarcini:

· studiază literatura, familiarizează-te cu metodele de preparare a indicatorilor de casă din fructele plantelor care cresc în zona noastră;

· obținerea experimentală a unui set de indicatori.

· studiază comportamentul indicatorilor plantelor în diverse medii.

· efectuarea unui studiu pentru a determina mediul soluțiilor de detergenți de îngrijire a părului. Obiectul de studiu:

plante naturale cu proprietăți de indicator acido-bazic. Ipoteză:

soluțiile de indicatori de plante pot fi preparate independent și utilizate în laboratorul școlii.

Metode și tehnici de lucru:

· se familiarizează cu metodologia experimentală;

· pregătirea soluţiilor de indicatori din materii prime naturale;

· studiază modificările culorii indicatorilor naturali în funcție de mediu;

2. · respectați regulile de siguranță în timpul experimentelor chimice.

2.1. Partea experimentală

Determinarea mediului de soluție cu indicatori artificiali Scop: n

Observați schimbarea culorii soluțiilor de acizi, alcaline și soluții de sare cu indicatori sintetizati artificial. soluție de acid clorhidric HCl, soluție de hidroxid de potasiu KOH, soluție de carbonat de potasiu K2CO3, soluție de clorură de sodiu NaCl, soluție de clorură de aluminiu AlCl3.

Următorii indicatori artificiali sunt disponibili în laboratorul de chimie al școlii: fenolftaleină, metil portocală și turnesol. Le-am examinat pentru modificări de culoare în medii neutre, acide și alcaline.

Tabelul 1.

Schimbarea culorii indicatorilor din soluții

	indicator
	Fenolftaleină	Incolor	Zmeură	Zmeură	Incolor	Incolor
		Violet
	Portocala de metil	Portocale

Din Tabelul 1 este clar că toți indicatorii își schimbă culoarea: în mediu acid roșu (cu excepția fenolftaleinei); la neutru au culoarea lor naturală, dar la alcalin culoarea variază foarte mult. Fenolftaleina schimbă culoarea soluției în purpuriu, turnesolul în albastru și metil portocaliu în galben.

2.2. Metode de pregătire a indicatorilor de plante

Progresul lucrării:

Pentru a pregăti indicatorii de plante, luați 25 g de materii prime, măcinați-le, adăugați 100 ml apă și fierbeți timp de 1-2 minute. Decocturile rezultate au fost răcite și filtrate. Pentru a preveni alterarea, alcoolul a fost adăugat la filtratul rezultat într-un raport de 2:1. Am pregătit indicatori din lingonberries, merisoare, zmeură, afine, afine, căpșuni și fructe de sfeclă.

2.3. Determinarea mediului de soluție cu ajutorul indicatorilor de instalație.

Rezultatele cercetării:

Pentru a studia modificările de culoare a indicatorilor naturali în diferite medii, au fost luate mai multe picături de indicator de plantă cu o pipetă și adăugate alternativ la soluții de acid clorhidric, hidroxid de potasiu, clorură de sodiu, carbonat de potasiu și clorură de aluminiu. Rezultatele tuturor experimentelor sunt prezentate în tabel.

Tabelul 2.

Modificări ale culorii indicatorilor naturali în diferite medii

		Culoare indica naturala	Colorare într-un mediu neutru	Colorare într-un mediu alcalin (soluție de KOH)	Colorare într-un mediu alcalin (soluție de K 2 CO 3)	Colorarea într-un mediu acid	Colorarea într-un mediu acid
	fructe de pădure	roșu aprins	nu se schimba				violet
	Zmeură	rosu-zmeura					violet
	merișor
	Coacăze	roșu aprins					violet
	căpșună	portocale			portocale	portocale	portocale
	Coacăze	roșu aprins					violet
	Fructe de sfeclă					nu se schimba

Din Tabelul 2 se poate observa că toate obiectele selectate de noi își schimbă culoarea naturală în funcție de aciditatea mediului. Acest lucru se observă foarte bine la lingonberries, zmeura, afine, merisoare, căpșuni, sfeclă, un decoct roșu aprins de fructe de pădure și fructe din care într-un mediu acid devin roz-roșu-violet, iar într-un mediu alcalin - galben-verde deschis.

Concluzie: boabele de plante au un mediu acid, deci culoarea soluției într-un mediu acid nu se schimbă, culoarea rămâne roșie. Într-un mediu alcalin, soluțiile devin galbene în verde. Din fructele plantelor, fructele de sfeclă sunt buni indicatori de soluții pronunțate;

2.4. Întocmirea documentelor indicatoare.

Folosind hârtie de filtru și extrase din indicatoare de plante, am pregătit hârtii indicatoare. Metoda de preparare este foarte simplă: o soluție din extractul indicatorului de plantă se aplică pe hârtie de filtru cu ajutorul unei pipete, se usucă și procedura se repetă din nou.

Schimbarea culorii hârtiei indicatoare impregnate în diferite medii corespunde cu schimbarea culorii unui extract dintr-un indicator similar de plantă.

2.5. Determinarea mediului de soluții de detergent.

Observați schimbarea culorii soluțiilor de acizi, alcaline și soluții de sare cu indicatori sintetizati artificial. indicatori de plante, solutii de sampon: Absolut, Seria speciala (bere), Cap si umeri, Gudron, Clear vita abe.

Progresul lucrării: Vom dizolva fiecare detergent studiat în apă și îl vom împărți în cinci părți. Le adăugăm o picătură de indicatori naturali. În fiecare dintre ele, indicatorii și-au schimbat culoarea. (Tabelul 3).

Tabelul 3.

Schimbarea culorii indicatorilor naturali din soluțiile de detergent

	Materii prime pentru pregătirea indicatorului	Culoare indica naturala		Cap și umeri	Degtyarnaya		Serii speciale (bere)
	fructe de pădure	roșu aprins
	Zmeură	roşu-
	merișor
	Coacăze	roșu aprins			albastru deschis
	căpșună	portocale
	Coacăze	roșu aprins
	Fructe de sfeclă		portocale	portocale		portocale

Concluzii din studiu:

1. Toți indicatorii: hârtie universală de casă și fabricată în fabrică, au arătat natura adecvată a mediului în toate mediile testate.

2. Pielea umană are un mediu ușor acid. Pentru a proteja pielea și părul de impact negativ detergentul trebuie să aibă o valoare corespunzătoare valorii pH-ului epidermei. Șampoanele de păr au un mediu ușor acid, care îndeplinește cerințele de igienă pentru aceste produse. Conform studiilor noastre despre șampoane de la diferiți producători, șampoanele corespund în general indicatorilor standard, dar șamponul Clear vita abe este mai acid decât alte șampoane. Locul doi în ceea ce privește aciditatea este ocupat de șamponul Absolut, iar locul trei de șamponul Degtyarnaya.

Concluzie:

Folosind metoda de obținere a indicatorilor de plante în laboratorul școlii, am ajuns la următoarele concluzii:

1. Turnesolul, metil portocala și fenolftaleina sunt indicatorii acido-bazici cel mai des folosiți în școli. Schimbându-le culoarea, se poate judeca nu numai reacția mediului, ci și determina destul de precis pH-ul soluției.

2. Indicatorii de plante au suficiente sensibilitate ridicată, prin urmare pot fi utilizați ca indicatori acido-bazici pentru a determina mediul soluțiilor în laboratorul școlii din sala de clasă curs opțional, în cercuri chimice, tot pentru a determina aciditatea solului zonei.

Anexa nr. 1

Figura 1. Pentru a studia schimbarea culorii indicatorilor naturali, am luat câteva picături dintr-un indicator de casă cu o pipetă și le-am adăugat alternativ la soluții de clorură de sodiu, hidroxid de potasiu, carbonat de potasiu, acid clorhidric și clorură de aluminiu

Figura 2. Setul de indicatori de plante pregătiți

Figura 3. Vedere generală a experimentelor efectuate

Figura 4. Indicatori de hârtie gata făcute

Figura 5. Schimbarea culorii indicatoarelor de hârtie în diferite medii

Referinte:

1. Mare dicţionar enciclopedic- Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - M.: „Mare enciclopedie rusă"; Sankt Petersburg: „Norint”, 2001.

2. Olgin O., Experimente fără explozii./ O. Olgin. - M.: Chimie, 1986.

3. Semenov P.P. „Indicatori din local material vegetal”, „Chimie la școală”, 1984, nr. 1, p. 73.

4. Stepin S.S., Alikberova L.Yu. Sarcini distractiveși experimente spectaculoase în chimie, M.: „Drofa”, 2002.

Printre diversitate materie organică Există compuși speciali care se caracterizează prin schimbări de culoare în diferite medii. Înainte de apariția pH-metrelor electronice moderne, indicatorii erau „instrumente” indispensabile pentru determinarea parametrilor acido-bazici ai mediului și continuă să fie utilizați în practica de laborator ca substanțe auxiliare în chimie analitică, precum si in lipsa echipamentului necesar.

Pentru ce sunt indicatorii?

Inițial, proprietatea acestor compuși de a-și schimba culoarea în diferite medii a fost utilizată pe scară largă pentru a determina vizual proprietățile acido-bazice ale substanțelor în soluție, ceea ce a ajutat nu numai la determinarea naturii mediului, ci și la tragerea unei concluzii despre reacție. produse formate. Soluțiile indicatoare continuă să fie utilizate în practica de laborator pentru a determina concentrația de substanțe prin titrare și permit să învețe cum să folosească metodele disponibile în absența pH-metrelor moderne.

Există câteva zeci de substanțe de acest fel, fiecare dintre ele sensibilă la o zonă destul de îngustă: de obicei nu depășește 3 puncte pe scara conținutului informațional. Datorită unei astfel de varietăți de cromofori și activității lor scăzute între ei, oamenii de știință au reușit să creeze indicatori universali care sunt utilizați pe scară largă în condiții de laborator și industriale.

Cei mai folosiți indicatori de pH

Este de remarcat faptul că, pe lângă proprietatea de identificare, acești compuși au o bună capacitate de colorare, ceea ce le permite să fie utilizați pentru vopsirea țesăturilor în industria textilă. Din număr mare Cei mai faimoși și folosiți indicatori de culoare în chimie sunt metil portocaliu (metil portocaliu) și fenolftaleina. Majoritatea celorlalți cromofori sunt utilizați în prezent în amestecuri între ei sau pentru sinteze și reacții specifice.

Portocala de metil

Mulți coloranți sunt denumiți datorită culorilor lor primare într-un mediu neutru, care este, de asemenea, inerent acestui cromofor. Portocaliul de metil este un colorant azoic care are o grupă - N = N - în compoziția sa, care este responsabilă pentru trecerea culorii indicatorului la roșu și galben la alcalin. Compușii azo în sine nu sunt baze puternice, dar prezența grupărilor donatoare de electroni (-OH, -NH 2, -NH (CH 3), -N (CH 3) 2 etc.) crește bazicitatea unuia dintre azotul. atomi, care devine capabil să atașeze protoni de hidrogen conform principiului donor-acceptor. Prin urmare, atunci când concentrația ionilor H + din soluție se modifică, se poate observa o schimbare a culorii indicatorului acido-bazic.

Aflați mai multe despre prepararea metil portocală

Portocaliul de metil se obține prin diazotarea acidului sulfanilic C6H4(SO3H)NH2 urmată de combinarea cu dimetilanilina C6H5N(CH3)2. Acidul sulfanilic este dizolvat într-o soluție alcalină de sodiu, adăugând azotat de sodiu NaN02 și apoi răcit cu gheață pentru a realiza sinteza la temperaturi cât mai apropiate de 0°C și se adaugă acid clorhidric HCI. Apoi, se prepară o soluție separată de dimetilanilină în HCI, care se toarnă răcită în prima soluție pentru a obține un colorant. Se alcalinizează în continuare, iar din soluție precipită cristale portocalii închise, care după câteva ore sunt filtrate și uscate într-o baie de apă.

Fenolftaleină

Acest cromofor și-a primit numele de la adăugarea numelor a doi reactivi care sunt implicați în sinteza sa. Culoarea indicatorului se remarcă prin schimbarea culorii sale într-un mediu alcalin cu dobândirea unei nuanțe purpurie (roșu-violet, roșu purpuriu), care devine decolorată atunci când soluția este puternic alcalinizată. Fenolftaleina poate lua mai multe forme în funcție de pH-ul mediului, iar în mediile puternic acide are o culoare portocalie.

Acest cromofor se obține prin condensarea fenolului și anhidridei ftalice în prezența clorurii de zinc ZnCl 2 sau a acidului sulfuric concentrat H 2 SO 4. În stare solidă, moleculele de fenolftaleină sunt cristale incolore.

Anterior, fenolftaleina a fost utilizată în mod activ în crearea laxativelor, dar treptat utilizarea sa a fost redusă semnificativ datorită proprietăților cumulate stabilite.

Turnesol

Acest indicator a fost unul dintre primii reactivi utilizați pe medii solide. Turnesolul este un amestec complex de compuși naturali care se obține din anumite tipuri de licheni. Este folosit nu numai ca, ci și ca mijloc de determinare a pH-ului mediului. Acesta este unul dintre primii indicatori care au început să fie utilizați de oameni în practica chimică: este folosit sub forma solutii apoase sau fâșii de hârtie de filtru înmuiate în ea. Turnesolul solid este o pulbere întunecată cu un miros slab de amoniac. Când este dizolvat în apă curată, culoarea indicatorului capătă o culoare violetă, iar atunci când este acidulată devine roșie. Într-un mediu alcalin, turnesolul devine albastru, ceea ce îi permite să fie folosit ca indicator universal pentru definiție generală indicator de mediu.

Nu este posibil să se stabilească cu exactitate mecanismul și natura reacției care are loc atunci când pH-ul se modifică în structurile componentelor de turnesol, deoarece poate conține până la 15 compuși diferiți, dintre care unii pot fi substanțe active inseparabile, ceea ce complică studiile lor individuale. de chimică şi proprietăți fizice.

Hârtie indicator universală

Odată cu dezvoltarea științei și apariția lucrărilor indicatoare, stabilirea indicatorilor de mediu a fost mult simplificată, deoarece acum nu era nevoie de reactivi lichizi gata pregătiți pentru orice cercetare de teren, care este încă utilizat cu succes de oamenii de știință și criminologi. Astfel, soluțiile au fost înlocuite cu hârtii indicatoare universale, care, datorită spectrului lor larg de acțiune, au eliminat aproape complet necesitatea folosirii oricăror alți indicatori acido-bazici.

Compoziția benzilor impregnate poate diferi de la un producător la altul, astfel încât o listă aproximativă a substanțelor incluse poate fi următoarea:

• fenolftaleină (0-3,0 şi 8,2-11);
• galben de (di)metil (2,9-4,0);
• metil portocaliu (3,1-4,4);
• roșu de metil (4,2-6,2);
• albastru de bromotimol (6,0-7,8);
• a-naftolftaleină (7,3-8,7);
• albastru de timol (8,0-9,6);
• crezolftaleină (8,2-9,8).

Ambalajul trebuie să conțină standarde de scară de culoare care vă permit să determinați pH-ul mediului de la 0 la 12 (aproximativ 14) cu o precizie de un întreg întreg.

Printre altele, acești compuși pot fi utilizați împreună în soluții apoase și apos-alcoolice, ceea ce face ca utilizarea unor astfel de amestecuri să fie foarte convenabilă. Cu toate acestea, unele dintre aceste substanțe pot fi slab solubile în apă, așa că este necesar să se selecteze un solvent organic universal.

Datorită proprietăților lor, indicatorii acido-bazici și-au găsit utilizarea în multe domenii ale științei, iar diversitatea lor a făcut posibilă crearea de amestecuri universale care sunt sensibile la o gamă largă de valori ale pH-ului.

Indicatori- compuși organici care își pot schimba culoarea în soluție atunci când aciditatea (pH) se modifică. Indicatorii sunt utilizați pe scară largă în titrări în chimie analitică și biochimie. Avantajul lor este costul redus, viteza și claritatea cercetării.
Indicatorii sunt de obicei utilizați prin adăugarea câtorva picături dintr-o soluție apoasă sau alcoolică sau puțină pulbere la o probă din soluția testată. Deci, în timpul titrarii, la o alicotă a soluției de testat se adaugă un indicator și se observă modificări de culoare la punctul de echivalență.

Intervalele de tranziție ale culorii indicatoare

Figura prezintă date aproximative despre existența diferitelor forme colorate de indicatori în soluții apoase.
Pentru informații mai detaliate (tranziții multiple, valoarea numerică a pH-ului), consultați secțiunea următoare.

Tabelul valorilor de tranziție ale pH-ului pentru cei mai comuni indicatori

Indicatorii acido-bazici obișnuiți în practica de laborator sunt dați în ordinea creșterii valorilor pH-ului care provoacă modificări de culoare. Numerele romane dintre paranteze pătrate corespund numărului de tranziție a culorii (pentru indicatorii cu mai multe puncte de tranziție).

Indicator și numărul de tranziție	X	Colorează mai mult formă acidă		intervalul pH și numărul de tranziție	Colorează mai mult formă alcalină
Violetul de metil			galben	0,13-0,5 [I]		verde
roșu cresol [I]			roşu	0,2-1,8 [I]		galben
Violetul de metil			verde	1,0-1,5		albastru
Albastru de timol [I]	La		roşu	1.2-2.8 [I]		galben
Tropeolin 00	o		roşu	1,3-3,2		galben
Violetul de metil			albastru	2,0-3,0		violet
galben de (di)metil	o		roşu	3,0-4,0		galben
Albastru de bromofenol	La		galben	3,0-4,6		albastru-violet
roșu Congo			roşu	3,0-5,2		albastru
Portocala de metil	o		roşu	3,1-(4,0)4,4		(portocaliu-)galben
verde de bromocrezol	La		galben	3,8-5,4		albastru
Albastru de bromocrezol			galben	3,8-5,4		albastru
Lakmoid	La		roşu	4,0-6,4		albastru
Roșu de metil	o		roşu	4,2(4,4)-6,2(6,3)		galben
Roșu clorofenoli	La		galben	5,0-6,6		roşu
Turnesol (azolithmină)			roşu	5,0-8,0 (4,5-8,3)		albastru
Mov de bromocrezol	La		galben	5,2-6,8(6,7)		roșu aprins
Albastru de bromotimol	La		galben	6,0-7,6		albastru
Roșu neutru	o		roşu	6,8-8,0		galben chihlimbar
Roșu fenol	O		galben	6,8-(8,0)8,4		roșu aprins
roșu cresol	La		galben	7,0(7,2)-8,8		roșu închis
α-Naftolftaleină	La		galben-roz	7,3-8,7		albastru
Albastru de timol	La		galben	8,0-9,6		albastru
Fenolftaleină [I]	La		incolor	8,2-10,0 [I]		roșu zmeură
Timolftaleină	La		incolor	9,3(9,4)-10,5(10,6)		albastru
Galben alizarina LJ	La		galben pal lămâie	10,1-12,0		maro-galben
Albastru de Nil			albastru	10,1-11,1		roşu
Diazo violet			galben	10,1-12,0		violet
Indigo carmin			albastru	11,6-14,0		galben
Epsilon Blue			portocale	11,6-13,0		violet închis

INDICATORI(indicator lat. târzie - indicator), chimic. substanțe care își schimbă culoarea, luminiscența sau formează un precipitat atunci când se modifică concentrația unei substanțe. componentă în soluție. Indicați o anumită stare a sistemului sau momentul în care este atinsă această stare. Există indicatori reversibili și ireversibili. O schimbare a culorii celui dintâi atunci când starea sistemului se schimbă (de exemplu, fenolftaleina când se modifică pH-ul mediului) poate. repetat de multe ori. Indicatorii ireversibili sunt supuși chimiei ireversibile. transformări, de exemplu, compuși azoici în timpul oxidării cu ioni BrO3 - sunt distruse. Se numesc indicatorii care sunt introduși în soluția studiată. intern, spre deosebire de extern, procedura cu care se efectuează în afara amestecului analizat. În acest din urmă caz, unul sau mai multe. Picăturile din soluția analizată se pun pe o bucată de hârtie înmuiată într-un indicator, sau se amestecă pe o farfurie de porțelan alb cu o picătură de indicator.ŞI Indicatorii sunt folosiți cel mai adesea pentru a determina sfârșitul unei populații. chimic. raioane, cap. arr. punctul final de titrare (t.t.t.). În conformitate cu titrimetric metodele fac distincția între acido-bazic, adsorbție, oxido-reducere. și complexometrice. indicatori. sunt compuși p-rime org, care își schimbă culoarea sau luminescența în funcție de concentrația ionilor de H + (pH-ul mediului). Aplic. pentru a stabili sfârșitul soluției între compuși și baze (inclusiv în timpul titrarii acido-bazice) sau alte soluții dacă implică ioni H +, precum și pentru colorimetric. determinarea pH-ului solutiilor de apa. Naib. indicatori acido-bazici importanți sunt dați în tabel. 1. Motivul schimbării culorii indicatorilor este că adăugarea sau donarea de protoni de către moleculele săi este asociată cu înlocuirea unor grupe cromoforice cu altele sau cu apariția unor noi grupări cromofore. Dacă indicatorul are o valoare slabă a HIn, atunci în soluția apoasă există un echilibru: HIn + H 2 O D în - + H3O+. Dacă indicatorul este o bază slabă In, atunci: In + H 2 O D HIn + + OH - . În formă generală putem scrie: În a + H 2 O D In b + H 3 O +, unde In a si respectiv In b -. forme acide și bazice ale indicatorului, care sunt colorate diferit. Constanta de echilibru a acestui proces este numită K ln = /. constanta indicatorului. Culoarea soluției depinde de raportul /, care este determinat de pH-ul soluției.

Se crede că culoarea unei forme a indicatorului este vizibilă dacă concentrația sa este de 10 ori mai mare decât concentrația celeilalte forme, adică. dacă raportul / = /K ln este 0,1 sau 10. Se remarcă o modificare a culorii indicatorului în regiunea pH = pK ln b 1, care se numește. intervalul de tranziție al indicatorului. Modificare în max. în mod clar când = și K ln = [H 3 O] +, adică. la pH = pK ln. Se numește valoarea pH-ului la care se termină titrarea. indicele de titrare pT. Indicatorii pentru titrare sunt selectați în așa fel încât intervalul de tranziție a culorii să includă valoarea pH-ului pe care ar trebui să o aibă soluția la punctul de echivalență. Adesea, această valoare a pH-ului nu coincide cu pH-ul indicatorului utilizat, ceea ce duce la așa-numitul. eroare de indicator. Dacă un exces de bază sau compus slab netitrat rămâne în c.t.t., se numește eroarea. resp. bazice sau acide. Sensibilitatea indicatorului este concentrația (în mol/l) a ionului care se determină (in în acest caz, H+ sau OH - ) în punctul de max. tranziție abruptă de culoare. Există: indicatori sensibili la acizi cu un interval de tranziție în regiunea valorilor pH alcaline (de exemplu, fenolftaleină, timolftaleină); indicatori sensibili la bază cu un interval de tranziție în regiunea acidă (ca în galben de dimetil, portocaliu de metil etc.); indicatori neutri, al căror interval de tranziție este de cca. pH 7 (roșu neutru, roșu fenol etc.).ŞI Indicatorii vin în una sau două forme colorate; se numesc astfel de indicatori resp. monocolore și bicolore. Naib. o schimbare clară a culorii s-ar observa la acei indicatori ale căror forme acide și bazice sunt colorate complementar. culorile. Cu toate acestea, astfel de indicatori nu există. Prin urmare, prin adăugarea de colorant, culorile ambelor forme sunt modificate în consecință. Astfel, pentru roșu de metil, trecerea de la roșu la galben are loc în intervalul de 2 unități de pH, iar dacă la soluție se adaugă albastru de metilen, atunci trecerea culorii de la roșu-violet la verde se observă clar și clar la pH 5,3. Un efect similar poate fi obținut dacă utilizați un amestec de doi indicatori, ale căror culori îl completează pe celălalt. prieten. Se numesc astfel de indicatori amestecat (Tabelul 2).


Se numesc amestecuri de indicatori care își schimbă continuu culoarea pe întregul interval de pH de la 1 la 14. universal. Sunt folosite cca. evaluarea pH-ului soluțiilor. Schimbarea culorii indicatorului este influențată de concentrația acestuia. Pentru indicatorii cu două culori, cu cât concentrația este mai mare, cu atât schimbarea culorii este mai puțin dramatică, deoarece Spectrele de absorbție ale ambelor forme se suprapun într-o măsură mai mare și schimbarea culorii devine mai dificil de detectat. De obicei, se folosește aceeași cantitate minimă (mai multe picături de soluție) de indicator. Intervalul de tranziție al multor indicatori depinde de temperatură. Astfel, portocaliul de metil își schimbă culoarea la temperatura camerei în intervalul de pH 3,4-4,4, iar la 100 °C în intervalul de pH 2,5-3,3. Acest lucru se datorează unei modificări a produsului ionic al apei. Particulele coloidale prezente în soluție adsorb indicatorii, ceea ce duce la o schimbare completă a culorii acesteia. Pentru a elimina erorile în prezență. particule coloidale încărcate pozitiv, indicatorii de bază ar trebui utilizați și, dacă sunt prezenti. încărcat negativ - indicatori acizi. La titrarea în condiții normale, este necesar să se țină cont de influența CO 2 dizolvat, în special atunci când se utilizează indicatori cu pK ln > 4 (de exemplu, metil portocaliu, metil roșu, fenolftaleină). Uneori, CO 2 este mai întâi îndepărtat prin fierbere sau soluția este titrată în absența contactului cu atmosfera. Influența electroliților neutri străini (efectul de sare) se manifestă printr-o schimbare a echilibrului indicatorilor. În cazul indicatorilor acizi, intervalul de tranziție se deplasează într-o regiune mai acidă, iar în cazul indicatorilor de bază, către o regiune mai alcalină. În funcție de natura solventului, culorile indicatorilor, pK ln și sensibilitatea acestora se modifică. Astfel, roșul de metil din apă dă o tranziție de culoare la valori mai mari de activitate ale ionilor H + decât albastrul de bromofenol, iar în soluție de etilenglicol este invers. În soluțiile apă-metanol și apă-etanol, modificarea față de mediul acvatic este nesemnificativă. Într-un mediu alcoolic, indicatorii acizi sunt mai sensibili la ionii H + decât indicatorii de bază. Deși la titrarea în medii neutre indicatorii acido-bazici sunt de obicei setați potențiometric folosind un electrod indicator din sticlă, se folosesc și indicatorii acido-bazici (Tabelul 3). Cel mai adesea, roșu de metil în dioxan sau violet cristal în CH3COOH anhidru sunt utilizate pentru titrarea bazelor slabe; în timpul titrarii slab- albastru de timol în DMF. Comportamentul indicatorilor în medii non-apoase și acvatice este similar. De exemplu, pentru valoarea slabă HIn din soluția SH putem scrie echilibrul: HIn + SH D în - + SH 2 + . Mecanismul de acțiune al indicatorilor este același ca și în apă, numai în medii neapoase se folosesc scalele de aciditate corespunzătoare (pH p, pA; vezi Titrarea acido-bazică). Indicatorii luminescenți sunt folosiți și ca indicatori acido-bazici, schimbând culoarea și intensitatea fluorescenței în funcție de pH și permițând titrarea soluțiilor foarte colorate și tulburi.

Pentru titrarea compușilor slabi, așa-numiții. indicatori de turbiditate, formând sisteme coloidale reversibile care se coagulează într-un interval de pH foarte îngust (de exemplu, izonitroacetil-n-aminobenzenul produce turbiditate la pH 10,7-11,0). Complexele metalice cu indicatori metalocromici (vezi mai jos) pot fi utilizate ca indicatori acido-bazici; Aceste complexe, atunci când sunt distruse, schimbă culoarea soluției într-un interval îngust de pH. Pentru a determina org. setul și bazele sunt prezente în apă. Se folosește așa-numitul solvent care nu se amestecă cu acesta. indicatori amfibii, care sunt săruri ale indicatorilor acizi (de exemplu, tropeolina 00) cu decomp. org. baze (ex. alcaloizi). Acești indicatori sunt bine solubili. în org. r-ritele, rău în apă; sunt foarte sensibili. Indicatorii de adsorbție sunt substanțe care pot fi adsorbite pe suprafața sedimentului și modifică culoarea sau intensitatea luminiscenței Acești indicatori sunt de obicei reversibile și sunt utilizați în titrarea precipitațiilor sedimentul însuși, după care indicatorul este adsorbit. Un grup mare de indicatori sunt coloranții (Tabelul 4), care sunt adsorbiți de suprafața sedimentului pentru a forma săruri cu ionii conținuti în sediment.


De exemplu, o soluție de eozină are culoarea roz, care nu se schimbă atunci când se adaugă AgNO 3. Dar în timpul titrarii cu soluție de KBr, precipitatul care cade absoarbe ionii Ag +, care adaugă anioni de eozină. Precipitatul devine roșu-violet. La c.t.t., când toți ionii Ag + au fost titrați, culoarea precipitatului dispare și soluția redevine roz. Inorg. adsorb. indicatorii formează un precipitat colorat sau un complex cu ioni de titrant (cum ar fi, de exemplu, ionii CrO 4 utilizați ca indicatori- și SCN - în argentometrie). Ca adsorbant. Se mai folosesc unii indicatori: acido-bazic, oxido-reducere. și complexometrice. indicatori ale căror proprietăți (constante de disociere a acidului, potențiale de oxidare-reducere și constante de stabilitate ale complecșilor cu cationi metalici) în adsorbir. starea depinde de natura și concentrația ionilor de pe suprafața sedimentului. Oxido-reducere indicatori – substanțe care își pot schimba culoarea în funcție de oxido-reducere. potential de solutie. Folosit pentru stabilirea temperaturii de oxidare-reducere. titrare şi pentru colorimetric determinarea oxido-reducţiei. potenţial (în primul rând în biologie). Astfel de indicatori sunt, de regulă, substanțe care ele însele suferă oxidare sau reducere, iar formele oxidate (În Ox) și reduse (În roșu) au culori diferite. Pentru oxido-reducere reversibilă. indicatorii se pot scrie: În Oх + ne D În roșu, unde n este numărul de electroni. La potențialul E, raportul dintre concentrațiile ambelor forme ale indicatorului este determinat de ecuația Nernst:
,
unde E ln - oxido-reducere reală. potenţial indicator, în funcţie de compoziţia soluţiei. Intervalul de tranziție a culorii se observă practic atunci când raportul / se modifică de la 0,1 la 10, care la 25 °C corespunde cu D E (în V) = E ln b (0,059/n). Potențialul corespunzător celei mai puternice schimbări de culoare este egal cu Eln. Atunci când alegeți un indicator, luați în considerare cap. arr. valori Eln, coeficient. stingerea molară a ambelor forme ale indicatorului şi potenţialul soluţiei la punctul de echivalenţă. La titrarea cu agenți oxidanți puternici (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4 etc.), se folosesc indicatori cu Eln relativ ridicat, de exemplu, difenilamină și derivații săi; la titrarea cu agenți reducători puternici [săruri Ti(III), V(II) etc.] se folosesc indicatori cu Eln relativ scăzut, de exemplu, safranină, albastru de metilen (Tabelul 5).


Unele substanțe își schimbă culoarea ireversibil, de exemplu, în timpul oxidării, ele sunt distruse odată cu formarea de incolore. produse precum indigo sub influența hipocloriților sau naftol albastru-negru sub influența ionilor BrO 3. Indicatorii complexometrici sunt substanțe care formează complexe colorate cu ioni metalici (M), care diferă ca culoare de indicatorii înșiși. Sunt utilizați pentru stabilirea indicatorilor complexometrici în complexometrie. Stabilitatea complecșilor metalici cu indicatori (In) este mai mică decât cea a complexonaților corespunzători, Prin urmare, în complexe, complexele înlocuiesc indicatorii din complexele cu metale. În momentul schimbării culorii în punctul de echivalență = și, prin urmare, рМ = - log K Mln, unde se numește рМ = - log[M]. punctul de tranziție al indicatorului, K Mln - constanta de stabilitate a complexului metalic cu indicatorul. O eroare în timpul titrarii se datorează faptului că o anumită cantitate

La conducere proces chimic Este extrem de important să se monitorizeze condițiile reacției sau să se determine dacă a ajuns la final. Uneori, acest lucru poate fi observat prin unele semne externe: încetarea eliberării bulelor de gaz, schimbarea culorii soluției, formarea unui precipitat sau, dimpotrivă, trecerea unuia dintre componentele reacției în soluție etc. În majoritatea cazurilor, se folosesc reactivi auxiliari pentru a determina sfârșitul reacției, cum ar fi indicatori, care sunt introduși de obicei în soluția analizată în cantități mici.

Indicatori sunt numite compuși chimici, capabil să schimbe culoarea unei soluții în funcție de condițiile de mediu, fără a afecta direct soluția de testat și direcția reacției. Astfel, indicatorii acido-bazici își schimbă culoarea în funcție de pH-ul mediului; indicatori redox - din potențialul mediului; indicatori de adsorbție - asupra gradului de adsorbție etc.

Indicatorii sunt folosiți pe scară largă în practica analitică pentru analiza titrimetrică. Ele servesc, de asemenea, drept cel mai important instrument pentru monitorizarea proceselor tehnologice din industria chimică, metalurgică, textilă, alimentară și alte industrii. ÎN agricultură Cu ajutorul indicatorilor se analizează și se clasifică solurile, se determină natura îngrășămintelor și cantitatea necesară care trebuie aplicată în sol.

Distinge indicatori acido-bazici, fluorescenți, redox, de adsorbție și chemiluminescenți.

INDICATORI ACID-BAZĂ (PH).

După cum se știe din teorie disociere electrolitică, compușii chimici dizolvați în apă se disociază în ioni încărcați pozitiv - cationi și cei încărcați negativ - anioni. Apa se disociază, de asemenea, într-o măsură foarte mică în ioni de hidrogen, care sunt încărcați pozitiv, și ioni de hidroxil, care sunt încărcați negativ:

Concentrația ionilor de hidrogen dintr-o soluție este indicată prin simbol.

Dacă concentrația ionilor de hidrogen și hidroxil în soluție este aceeași, atunci astfel de soluții sunt neutre și pH = 7. La o concentrație de ioni de hidrogen corespunzătoare pH-ului de la 7 la 0, soluția este acidă, dar dacă concentrația de hidroxil ionii este mai mare (pH = de la 7 la 14), soluția alcalină.

Pentru măsurarea valorii pH-ului sunt utilizate diferite metode. Calitativ, reacția unei soluții poate fi determinată folosind indicatori speciali care își schimbă culoarea în funcție de concentrația ionilor de hidrogen. Astfel de indicatori sunt indicatori acido-bazici care răspund la modificările pH-ului mediului.

Marea majoritate a indicatorilor acido-bazici sunt coloranți sau alții compuși organici, ale căror molecule suferă modificări structurale în funcție de reacția mediului. Ele sunt utilizate în analiza titrimetrică pentru reacțiile de neutralizare, precum și pentru determinarea colorimetrică a pH-ului.

Indicator	Interval de pH de tranziție a culorii	Schimbarea culorii
Violetul de metil	0,13-3,2	Galben - violet
Albastru de timol	1,2-2,8	Roșu - galben
Tropeolin 00	1,4-3,2	Roșu - galben
- Dinitrofenol	2,4-4,0	Incolor - galben
Portocala de metil	3,1-4,4	Roșu - galben
Roșu de naftil	4,0-5,0	Roșu - portocaliu
Roșu de metil	4,2-6,2	Roșu - galben
Albastru de bromotimol	6,0-7,6	Galben - albastru
Roșu fenol	6,8-8,4	Galben - roșu
Purpuriu metacrezol	7,4-9,0	Galben - violet
Albastru de timol	8,0-9,6	Galben - albastru
Fenolftaleină	8,2-10,0	Incolor - roșu
Timolftaleină	9,4-10,6	Incolor - albastru
Galbenul alizarina P	10,0-12,0	Galben pal - roșu-portocaliu
Tropeolina 0	11,0-13,0	Galben - mediu
Verde malachit	11,6-13,6	Albastru verzui - incolor

Dacă este necesar să creșteți acuratețea măsurătorilor pH-ului, atunci se folosesc indicatori mixți. Pentru a face acest lucru, selectați doi indicatori cu intervale apropiate de pH de tranziție a culorii, având culori suplimentare în acest interval. Folosind un astfel de indicator mixt, determinările pot fi făcute cu o precizie de 0,2 unități pH.

Indicatorii universali care își pot schimba culoarea de multe ori într-o gamă largă de valori ale pH-ului sunt, de asemenea, folosiți pe scară largă. Deși acuratețea determinării cu astfel de indicatori nu depășește 1,0 unități de pH, aceștia permit determinări într-un interval larg de pH: de la 1,0 la 10,0. Indicatorii universali sunt de obicei o combinație de patru până la șapte indicatori cu două culori sau o singură culoare cu intervale diferite de tranziție a culorii pH, proiectați astfel încât să apară o schimbare vizibilă a culorii atunci când pH-ul mediului se modifică.

De exemplu, indicatorul universal PKS produs industrial este un amestec de șapte indicatori: violet de bromocrezol, verde de bromocrezol, portocaliu de metil, tropeolină 00, fenolftaleină, albastru de timol și albastru de bromotimol.

Acest indicator, în funcție de pH, are următoarea culoare: la pH = 1 - purpuriu, pH = 2 - roz-portocaliu, pH = 3 - portocaliu, pH = 4 - galben-portocaliu, pH = 5 galben, pH = 6 - galben verzui, pH = 7 - galben-verzui. pH = 8 - verde, pH = 9 - albastru-verde, pH = 10 - gri-albastru.

Indicatorii acido-bazici individuali, mixți și universali sunt de obicei dizolvați în alcool etilic și se adaugă câteva picături la soluția de testare. Valoarea pH-ului este determinată de schimbarea culorii soluției. Pe lângă indicatorii solubili în alcool, se produc și forme solubile în apă, care sunt săruri de amoniu sau sodiu ale acestor indicatori.

În multe cazuri, este mai convenabil să folosiți hârtii indicatoare decât soluții pentru indicatori. Acestea din urmă sunt pregătite după cum urmează: hârtia de filtru este trecută printr-o soluție de indicator standard, soluția în exces este stoarsă din hârtie, uscată, tăiată în fâșii înguste și legată în broșuri. Pentru a efectua testul, hârtia indicator este scufundată în soluția de testare sau o picătură de soluție este plasată pe o bandă de hârtie indicator și se observă schimbarea culorii acesteia.

INDICATORI FLUORESCENȚI

Unii compuși chimici, atunci când sunt expuși la razele ultraviolete, au capacitatea, la o anumită valoare a pH-ului, de a provoca fluorescența unei soluții sau de a-i schimba culoarea sau nuanța.

Această proprietate este utilizată pentru titrarea acido-bazică a uleiurilor, soluțiilor tulburi și foarte colorate, deoarece indicatorii convenționali sunt nepotriviți pentru aceste scopuri.

Lucrul cu indicatori fluorescenți se realizează prin iluminarea soluției de testare cu lumină ultravioletă.

Indicator	Intervalul de pH al modificării fluorescenței (în lumină ultravioletă)	Schimbarea culorii fluorescenței
4-Etoxiacridonă	1,4-3,2	Verde - albastru
2-naftilamină	2,8-4,4	Creșterea fluorescenței violete
Dimetnlnafteirodină	3,2-3,8	Liliac - portocaliu
1-Naftilamnn	3,4-4,8	Creșterea fluorescenței albastre
Acridină	4,8-6,6	Verde - violet
3,6-Dioxiftalimidă	6,0-8,0	Galben-verde - galben
2,3-Dicianhidrochinonă	6,8-8,8	Albastru - verde
Euchrysin	8,4-10,4	Portocaliu - verde
1,5-naftilaminesulfonamidă	9,5-13,0	Galben - verde
Acid CC (acid 1,8-aminonaftol 2,4-disulfonic)	10,0-12,0	Mov - verde

INDICATORI REDOX

Indicatori redox- compuşi chimici care modifică culoarea unei soluţii în funcţie de valoarea potenţialului redox. Ele sunt utilizate în metodele titrimetrice de analiză, precum și în cercetare biologică pentru determinarea colorimetrică a potenţialului redox.

Indicator	Potențial redox normal (la pH=7), V	Colorarea soluției
		formă oxidativă	forma restaurată
Roșu neutru	-0,330	Roșu-violet	Incolor
Safranin T	-0,289	Maro	Incolor
Indigomonosulfonat de potasiu	-0,160	Albastru	Incolor
Indigodisulfonat de potasiu	-0,125	Albastru	Incolor
Indigotrisulfonat de potasiu	-0,081	Albastru	Incolor
tetrasulfonat de indigo de potasiu	-0,046	Albastru	Incolor
Albastru de toluidină	+0,007	Albastru	Incolor
Tnonin	+0,06	Violet	Incolor
O-cresolidofenolat de sodiu	+0,195	Albastru roșcat	Incolor
2,6-Dnclorofenolindofenolat de sodiu	+0,217	Albastru roșcat	Incolor
M-bromofenolindofenolat de sodiu	+0,248	Albastru roșcat	Incolor
Difenilbenzidină	+0,76 (soluție acidă)	Violet	Incolor

INDICATORI DE ADsorbție

Indicatori de adsorbție- substanţe în prezenţa cărora are loc o modificare a culorii precipitatului format în timpul titrarii prin precipitare. Mulți indicatori acido-bazici, unii coloranți și alți compuși chimici sunt capabili să schimbe culoarea unui precipitat la o anumită valoare a pH-ului, ceea ce îi face potriviti pentru utilizare ca indicatori de adsorbție.

Indicator	Ion de detectat	Ion precipitat	Schimbarea culorii
Roșu alizarina C			Galben - roz-rosu
Albastru de bromofenol			Galben - verde
			Liliac - galben
			Violet - albastru-verde
Difenilcarbazidă	, ,		Incolor - violet
roșu Congo	, ,		Roșu - albastru
			Albastru - roșu
Fluoresceină	,		Galben-verde - roz
Eozina	,		Galben-roșu - roșu-violet
Eritrozina			Roșu-galben - roșu închis

INDICATORI CHIMILUMINESCENTI

Acest grup de indicatori include substanțe care pot emite lumină vizibilă la anumite valori ale pH-ului. Indicatorii chemiluminescenți sunt convenabil de utilizat atunci când lucrați cu lichide întunecate, deoarece în acest caz apare o strălucire la punctul final al titrarii.