Аналитическая химия. Лебедева М.И. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

рН
1
= 9 +1 = 10; рН
2
= 9 – 1 = 8.
Вместо интервала перехода окраски индикатора пользуются также показателем титрования индикатора (рТ). рТ
– это оптимальное значение рН титруемого раствора, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски ин-
дикатора, свидетельствующее об окончании титрования. Значения величины рТ приблизительно совпадают со значения-
ми величин рK
инд.
Практически индикаторы применяли давно, но первая попытка в объяснении их действия была сделана в 1894 г.
Оствальдом, создавшим так называемую ионную теорию. Согласно этой теории индикаторы имеют различную окраску в
молекулярном и ионном состояниях:
2окраска1окраска
IndHHInd
−+
+↔
При изменении
]H[
+
равновесие смещается
)]H[;]H[( ←>→<
++
.
Так как интервал перехода индикаторов зависит от рK, то чем более сильная кислота
HInd
, тем в более кислой об-
ласти находится интервал перехода индикатора (см. табл. 3.1).
3.1. Интервалы перехода некоторых индикаторов
Окраска в средах
Индика-
тор
рТ
Интервал
перехода,
рН
нейтральная кислая щелочная
рK
инд
Лакмус 7 ≤5,0…8,0 фиолетовый красный синий –
Фенол-
фталеин
9 8,0…10,0 бесцветный бесцветный
мали-
новый
9,2
Метил-
оранж
4 3,1…4,4 оранжевый красный жёлтый 3,7
Мети-
ловый
красный
5 4,4…6,2 красный красный жёлтый 5,1
Согласно
хромофорной теории (Ганч), изменение окраски индикаторов связано с обратимой перегруппировкой
атомов в молекуле органического соединения. Такая обратимая перегруппировка в органической химии называется
тау-
томерией. Если в результате таутомерного изменения строения в молекуле органического соединения появляются осо-
бые группировки, называемые
хромофорами, то органическое вещество приобретает окраску. Когда таутомерное пре-
вращение ведёт к изменению строения хромофора – окраска изменяется; если же после перегруппировки молекула не
содержит более хромофора – окраска исчезнет.
Группы атомов, которые содержат одну или несколько кратных связей, вызывающие избирательное поглощение
электромагнитных колебаний в УФ области называются
хромофорами. В роли хромофорных групп могут выступать
группировки атомов и связей, как –N=N–. =C=S, –N=O, хиноидные структуры и т.д.
Согласно
ионно-хромофорной теории, изменение окраски индикаторов обусловлено переходом из ионной формы в
молекулярную и, наоборот,
сопровождающегося изменением структуры индикаторов.
Таким образом, один и тот же индикатор может существовать в двух формах с разным строением молекул, причем
эти формы могут переходить одна в другую, и в растворе между ними устанавливается равновесие.
В качестве примера можно рассмотреть структурные изменения в молекуле типичного кислотно-основного индика-
тора
– фенолфталеина под действием растворов щелочей и кислот (при различных значениях рН). Реакция, в результате
которой благодаря таутомерной перестройке структуры молекулы фенолфталеина в ней возникает хромофорная группи-
ровка, обусловливающая появление окраски, протекает согласно следующему уравнению:
В щелочной среде образуется двунатриевая соль, имеющая хиноидное строение, что вызывает окраску индикатора.
Смещение равновесия между таутомерными формами происходит постепенно. Поэтому и цвет индикатора изменяет-
ся не сразу, а переходя через смешанную окраску к цвету анионов. Практически, когда частиц окрашенной формы меньше
10 %, их цвет не обнаруживается. Окраска становится наиболее резкой, когда окрашенных частиц более 90 %.
.

Страницы