Химические методы анализа - 60 стр.

                                       OH
                                                   ONa                       лична. Если ионная и молекулярная формы абсорбируют свет в види-
                                       C                                     мой области спектра, такие индикаторы называются двухцветными.
                                                   ONa
                           O   C   ONa
                                                                             Если только одна форма индикатора поглощает свет в видимой области
                                                                             спектра, то такой индикатор называют одноцветным (например, фе-
      2. Метиловый оранжевый (гелиантин, натриевая соль N-                   нолфталеин).
диметиламинобензолсульфокислоты) – один из наиболее часто исполь-                 Двухцветные индикаторы. Реакцию нейтрализации индикатора,
зуемых в химических лабораториях индикатор, представляет собой               являющегося кислотой, можно представить следующим образом:
растворимый в воде оранжево-желтый порошок. В химической лабора-
тории обычно применяется 0.05% водный раствор. Имеет следующую                                      HInd    =     Ind- + H+                  (3.43)
                                                                                                 молекулярная    ионная
структурную формулу:                                                                               форма         форма
                                                              +
                                                             H
                                                         -
              (CH3)2   N           N       N           SO3
                                                             OH
                                                                  -
                                                                                   Логарифмическое выражение закона действующих масс для этой
                                               N   N                  SO3
                                                                         -   реакции:
                   (CH3)2      N
                                                                                          pH = pKHInd - lg(СHInd/СInd-) - lg(fHInd/fInd-), (3.44)

       Отметим, что в верхней части (в нейтральной и щелочной среде)         где KHInd - константа диссоциации индикатора HInd; CHInd, fHInd, СInd-,
окраска индикатора в азоформе – желтая, в то время как при рН < 3.1          fInd- - концентрация и коэффициент активности молекулярной и ионной
(нижняя часть структурной формулы) индикатор принимает хиноид-               форм индикатора.
ную форму, окрашенную в красный цвет.
       В первом случае при рН > 4.4 в молекуле индикатора метиловый                В разбавленном растворе принимают fHInd ≈ fInd-. Тогда каждому
оранжевый хромофорной группой является азогруппа –N=N−, которой              значению рН соответствует определенное соотношение СHInd/СInd-.
свойственна желтая окраска, и ауксохромная сульфогруппа −SO3H,                     Если принять, что растворы с одинаковой концентрацией HInd и
углубляющая окраску раствора.                                                Ind- имеют одинаковую интенсивность окраски, которая пропорцио-
       При добавлении к раствору с индикатором кислоты (при умень-           нальна концентрации, следует ожидать, что в пределах относительно
шении рН <3.1) происходит изменение структуры молекулы индикато-             большой области рН окраска ионной формы индикатора непрерывно
ра – в молекуле появляется хиноидная группа                                  переходит в окраску недиссоциированной молекулярной формы.
       3. Метиловый красный. Молекула метилового красного по сво-                  При этом было бы невозможно определить значение рН, так как
ей структуре в кислой и щелочной средах практически ничем не отли-           нет резкого изменения окраски. Однако здесь сказывается невысокая
чается от молекулы метилового оранжевого. Они имеют лишь различ-             чувствительность зрения человека: глаз до тех пор воспринимает, как
ные ауксохромные группы. Так, у метилового красного ауксохромной             было установлено ранее, окраску как чистую, пока содержание второго
группой является −COONa. Добавим лишь, что введение ауксохромной             компонента в 10 раз не превысит содержание первого.
группы −COONa в молекулу метилового красного приводит к смеще-                     Чистую окраску второго компонента можно видеть, если ее ин-
нию интервала перехода окраски индикатора в более основную область           тенсивность примерно в 10 раз больше, чем интенсивность окраски
рН (до рН = 4.4 и более кислом растворе индикатор имеет красную              первого.
окраску, а при рН, превышающих 6.2, раствор с индикатором метило-                  При переходе из кислой в щелочную область значение рН, при
вый красный принимает желтую окраску), так как заместитель СОО−              котором происходит первое видимое изменение окраски индикатора-
является менее кислым, чем сульфогруппа SO32−.                               кислоты, можно определить на основании уравнения (3.41) по формуле
       Как отмечалось ранее, кислотно-основные индикаторы (рН-                                 (рН)1 = рКHInd − lg10 = pKHInd − 1           (3.45)
индикаторы) обычно представляют собой слабые органические кисло-             При дальнейшем увеличении рН чистая окраска анионов индикатора
ты или основания, окраска ионной и молекулярной форм которых раз-            возникает при


                                       119                                                                      120