Πιστεύεται ότι το χρώμα μιας μορφής του δείκτη είναι αισθητό εάν η συγκέντρωσή του είναι 10 φορές υψηλότερη από τη συγκέντρωση της άλλης μορφής, δηλ. αν ο λόγος / = /K ln είναι 0,1 ή 10. Σημειώνεται αλλαγή στο χρώμα του δείκτη στην περιοχή pH = pK ln b 1, η οποία ονομάζεται. διάστημα μετάβασης δείκτη. Αλλαγή στο μέγ. σαφώς όταν = και K ln = [H 3 O] +, δηλ. σε pH = pK ln. Η τιμή pH στην οποία συνήθως τελειώνει η τιτλοδότηση ονομάζεται. δείκτης τιτλοδότησης pT. Οι δείκτες ογκομέτρησης επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε το διάστημα μετάβασης χρώματος να περιλαμβάνει την τιμή pH που πρέπει να έχει το διάλυμα στο σημείο ισοδυναμίας. Συχνά αυτή η τιμή pH δεν συμπίπτει με το pH του δείκτη που χρησιμοποιείται, γεγονός που οδηγεί στο λεγόμενο. σφάλμα ένδειξης. Εάν μια περίσσεια μιας μη τιτλοδοτημένης ασθενούς βάσης ή ένωσης παραμένει στο c.t.t., καλείται το σφάλμα. αντιστ. βασική ή όξινη. Η ευαισθησία του δείκτη είναι η συγκέντρωση (σε mol/l) του ιόντος που προσδιορίζεται (στην περίπτωση αυτή, H + ή OH - ) στο σημείο μέγ. απότομη μετάβαση χρώματος. Υπάρχουν: δείκτες ευαίσθητοι σε οξέα με ένα διάστημα μετάβασης στην περιοχή των τιμών του αλκαλικού pH (για παράδειγμα, φαινολοφθαλεΐνη, θυμολφθαλεΐνη). δείκτες ευαίσθητοι στη βάση με ένα διάστημα μετάβασης στην όξινη περιοχή (όπως στο κίτρινο διμεθυλικό, το πορτοκαλί μεθυλίου κ.λπ.). ουδέτεροι δείκτες, το διάστημα μετάβασης των οποίων είναι περίπου. pH 7 (ουδέτερο κόκκινο, κόκκινο φαινόλης κ.λπ.).ΚΑΙ Οι δείκτες έρχονται σε ένα ή δύο χρωματιστά σχήματα. τέτοιοι δείκτες ονομάζονται αντιστ. μονόχρωμο και δίχρωμο. Ναΐμπ. Μια σαφής αλλαγή στο χρώμα θα παρατηρηθεί σε εκείνους τους δείκτες των οποίων η όξινη και η βασική μορφή χρωματίζονται συμπληρωματικά. χρωματιστά. Ωστόσο, τέτοιοι δείκτες δεν υπάρχουν. Επομένως, με την προσθήκη βαφής, τα χρώματα και των δύο μορφών αλλάζουν ανάλογα. Έτσι, για το κόκκινο του μεθυλίου, η μετάβαση από το κόκκινο στο κίτρινο συμβαίνει στην περιοχή των 2 μονάδων pH και εάν προστεθεί μπλε του μεθυλενίου στο διάλυμα, τότε η μετάβαση χρώματος από κόκκινο-ιώδες σε πράσινο παρατηρείται απότομα και καθαρά σε pH 5,3. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί εάν χρησιμοποιήσετε ένα μείγμα δύο δεικτών, τα χρώματα των οποίων συμπληρώνουν τον άλλο. φίλος. Τέτοιοι δείκτες ονομάζονται μικτή (Πίνακας 2).


Τα μείγματα δεικτών που αλλάζουν συνεχώς το χρώμα τους σε όλο το εύρος του pH από 1 έως 14 ονομάζονται. Παγκόσμιος. Χρησιμοποιούνται για περίπου. εκτίμηση του pH των διαλυμάτων. Η αλλαγή του χρώματος του δείκτη επηρεάζεται από τη συγκέντρωσή του. Για τους δείκτες δύο χρωμάτων, όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση, τόσο λιγότερο δραματική είναι η αλλαγή χρώματος, επειδή Τα φάσματα απορρόφησης και των δύο μορφών επικαλύπτονται μεταξύ τους σε μεγαλύτερο βαθμό και η αλλαγή χρώματος γίνεται πιο δύσκολο να ανιχνευθεί. Συνήθως χρησιμοποιείται η ίδια ελάχιστη (πολλές σταγόνες διαλύματος) ποσότητα δείκτη. Το διάστημα μετάβασης πολλών δεικτών εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Έτσι, το μεθυλοπορτοκάλι αλλάζει το χρώμα του σε θερμοκρασία δωματίου στην περιοχή pH 3,4-4,4 και στους 100 °C στην περιοχή pH 2,5-3,3. Αυτό οφείλεται σε αλλαγή του ιοντικού προϊόντος του νερού. Τα κολλοειδή σωματίδια που υπάρχουν στο διάλυμα προσροφούν δείκτες, γεγονός που οδηγεί σε πλήρη αλλαγή στο χρώμα του. Για την εξάλειψη των σφαλμάτων παρουσία. θετικά φορτισμένα κολλοειδή σωματίδια, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται δείκτες βάσης και εάν υπάρχουν. αρνητικά φορτισμένοι - δείκτες οξέος. Κατά την τιτλοδότηση υπό κανονικές συνθήκες, είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση του διαλυμένου CO 2, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται δείκτες με pK ln > 4 (για παράδειγμα, πορτοκαλί μεθυλίου, ερυθρό του μεθυλίου, φαινολοφθαλεΐνη). Μερικές φορές το CO 2 αφαιρείται αρχικά με βρασμό ή το διάλυμα τιτλοδοτείται απουσία επαφής με την ατμόσφαιρα. Η επίδραση των εξωγενών ουδέτερων ηλεκτρολυτών (φαινόμενο αλατιού) εκδηλώνεται με μια μετατόπιση της ισορροπίας των δεικτών. Στην περίπτωση των δεικτών οξέος, το διάστημα μετάβασης μετατοπίζεται σε μια πιο όξινη περιοχή και στην περίπτωση των δεικτών βάσης, σε μια πιο αλκαλική περιοχή. Ανάλογα με τη φύση του διαλύτη, αλλάζουν τα χρώματα των δεικτών, το pK ln και η ευαισθησία τους. Έτσι, το κόκκινο του μεθυλίου στο νερό δίνει μια χρωματική μετάβαση σε υψηλότερες τιμές δραστικότητας ιόντων Η + από το μπλε της βρωμοφαινόλης και αντίστροφα στο διάλυμα αιθυλενογλυκόλης. Στα διαλύματα νερού-μεθανόλης και νερού-αιθανόλης η αλλαγή σε σχέση με το υδάτινο περιβάλλον είναι ασήμαντη. Σε ένα αλκοολικό περιβάλλον, οι δείκτες οξέος είναι πιο ευαίσθητοι στα ιόντα H + από τους δείκτες βάσης. Αν και κατά την τιτλοδότηση σε ουδέτερα μέσα, ο δείκτης οξέος-βάσης συνήθως ρυθμίζεται ποτενσιομετρικά χρησιμοποιώντας ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο δείκτη, χρησιμοποιούνται επίσης δείκτες οξέος-βάσης (Πίνακας 3). Τις περισσότερες φορές, το ερυθρό του μεθυλίου σε διοξάνη ή το κρυσταλλικό ιώδες σε άνυδρο CH3COOH χρησιμοποιούνται για τιτλοδότηση ασθενών βάσεων. κατά την τιτλοδότηση ασθενών φαρμάκων - μπλε θυμόλης σε DMF. Η συμπεριφορά των δεικτών σε μη υδατικά και υδάτινα περιβάλλοντα είναι παρόμοια. Για παράδειγμα, για την ασθενή τιμή Hin στο διάλυμα SH μπορούμε να γράψουμε την ισορροπία: Hin + SHΔ Σε - + SH 2 + . Ο μηχανισμός δράσης των δεικτών είναι ο ίδιος όπως στο νερό, μόνο σε μη υδατικά μέσα χρησιμοποιούνται οι αντίστοιχες κλίμακες οξύτητας (pH p, pA, βλέπε Οξινοβασική τιτλοδότηση). Οι δείκτες φωταύγειας χρησιμοποιούνται επίσης ως δείκτες οξέος-βάσης, αλλάζουν το χρώμα και την ένταση του φθορισμού ανάλογα με το pH και επιτρέπουν την τιτλοδότηση πολύχρωμων και θολών διαλυμάτων.

Για τιτλοδότηση ασθενών ενώσεων, τα λεγόμενα. δείκτες θολότητας, σχηματίζοντας αναστρέψιμα κολλοειδή συστήματα που πήζουν σε πολύ στενό εύρος pH (για παράδειγμα, το ισονιτροακετυλο-ν-αμινοβενζόλιο παράγει θολότητα σε pH 10,7-11,0). Συμπλέγματα μετάλλων με μεταλλοχρωμικούς δείκτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες οξέος-βάσης (βλ. παρακάτω). Αυτά τα σύμπλοκα, όταν καταστρέφονται, αλλάζουν το χρώμα του διαλύματος σε ένα στενό εύρος pH. Για τον προσδιορισμό της οργ. σετ και βάσεις υπάρχουν στο νερό. Χρησιμοποιείται ο λεγόμενος διαλύτης που δεν αναμιγνύεται με αυτό. αμφίβιοι δείκτες, οι οποίοι είναι άλατα οξέων δεικτών (για παράδειγμα, τροπεολίνη 00) με αποσυνθ. org. βάσεις (π.χ. αλκαλοειδή). Αυτοί οι δείκτες είναι καλά διαλυτοί. σε οργ. r-ritels, κακό στο νερό? είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι. Οι δείκτες προσρόφησης είναι ουσίες που μπορούν να προσροφηθούν στην επιφάνεια του ιζήματος και να αλλάξουν το χρώμα ή την ένταση της φωταύγειας το ίδιο το ίζημα, μετά το οποίο προσροφάται ο δείκτης. Μια μεγάλη ομάδα δεικτών είναι οι βαφές (Πίνακας 4), οι οποίες απορροφώνται από την επιφάνεια του ιζήματος για να σχηματίσουν άλατα με ιόντα που περιέχονται στο ίζημα.


Για παράδειγμα, ένα διάλυμα ηωσίνης έχει ροζ χρώμα, το οποίο δεν αλλάζει όταν προστίθεται AgNO 3. Αλλά κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης με διάλυμα KBr, το ίζημα που πέφτει προσροφά ιόντα Ag +, τα οποία προσκολλούν ανιόντα ηωσίνης. Το ίζημα γίνεται κόκκινο-ιώδες. Στο c.t.t., όταν όλα τα ιόντα Ag + έχουν τιτλοδοτηθεί, το χρώμα του ιζήματος εξαφανίζεται και το διάλυμα γίνεται ξανά ροζ. Inorg. προσροφάται. οι δείκτες σχηματίζουν ένα έγχρωμο ίζημα ή σύμπλοκο με ιόντα τιτλοδότησης (όπως, για παράδειγμα, ιόντα CrO 4 που χρησιμοποιούνται ως δείκτες- και SCN - στην αργενομετρία). Ως προσροφητικό. Χρησιμοποιούνται επίσης ορισμένοι δείκτες: οξεοβασική, οξείδωση-αναγωγή. και πολυσύνθετο. δείκτες, ιδιότητες των οποίων (σταθερές διάστασης οξέος, δυναμικά οξείδωσης-αναγωγής και σταθερές σταθερότητας συμπλόκων με μεταλλικά κατιόντα) στο προσροφητικό. κατάσταση εξαρτώνται από τη φύση και τη συγκέντρωση των ιόντων στην επιφάνεια του ιζήματος. Οξείδωση-αναγωγή δείκτες - ουσίες που μπορούν να αλλάξουν χρώμα ανάλογα με την οξείδωση-αναγωγή. δυνατότητα λύσης. Χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της θερμοκρασίας οξείδωσης-μείωσης. τιτλοδότηση και για χρωματομετρία προσδιορισμός οξείδωσης-αναγωγής. δυναμικό (κυρίως στη βιολογία). Τέτοιοι δείκτες είναι, κατά κανόνα, ουσίες που οι ίδιες υφίστανται οξείδωση ή αναγωγή και οι οξειδωμένες (In Ox) και ανηγμένες (In Red) μορφές έχουν διαφορετικά χρώματα. Για αναστρέψιμη οξείδωση-αναγωγή. Οι δείκτες μπορούν να γραφτούν: Σε Oх + neρε Στο κόκκινο, όπου n είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων. Στο δυναμικό Ε, ο λόγος των συγκεντρώσεων και των δύο μορφών του δείκτη προσδιορίζεται από την εξίσωση Nernst:
,
όπου E ln - πραγματική οξείδωση-αναγωγή. δυναμικό δείκτη, ανάλογα με τη σύνθεση του διαλύματος. Το διάστημα μετάβασης χρώματος παρατηρείται πρακτικά όταν η αναλογία / αλλάζει από 0,1 σε 10, που στους 25 °C αντιστοιχεί σε D E (σε V) = E ln β (0,059/n). Το δυναμικό που αντιστοιχεί στην πιο έντονη αλλαγή χρώματος είναι ίσο με το Eln. Κατά την επιλογή ενός δείκτη, λάβετε υπόψη το κεφ. αρ. τιμές Eln, συντελεστής. μοριακή εξάλειψη και των δύο μορφών του δείκτη και του δυναμικού του διαλύματος στο ισοδύναμο σημείο. Κατά την τιτλοδότηση με ισχυρά οξειδωτικά μέσα (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4, κ.λπ.), χρησιμοποιούνται δείκτες με σχετικά υψηλό Eln, για παράδειγμα, διφαινυλαμίνη και τα παράγωγά της. κατά την τιτλοδότηση με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες [άλατα Ti(III), V(II), κ.λπ.], χρησιμοποιούνται δείκτες με σχετικά χαμηλό Eln, για παράδειγμα, σαφρανίνη, μπλε του μεθυλενίου (Πίνακας 5).


Ορισμένες ουσίες αλλάζουν το χρώμα τους μη αναστρέψιμα, για παράδειγμα, κατά την οξείδωση καταστρέφονται με το σχηματισμό άχρωμου. προϊόντα όπως το λουλακί υπό την επίδραση υποχλωριόντων ή η μπλε-μαύρη ναφθόλη υπό την επίδραση των ιόντων BrO 3. Οι σύνθετοι δείκτες είναι ουσίες που σχηματίζουν έγχρωμα σύμπλοκα με μεταλλικά ιόντα (M), που διαφέρουν ως προς το χρώμα από τους ίδιους τους δείκτες. Η σταθερότητα των μεταλλικών συμπλεγμάτων με δείκτες (In) είναι μικρότερη από αυτή των αντίστοιχων συμπλεγμάτων, Επομένως, στα σύμπλοκα, τα σύνθετα εκτοπίζουν δείκτες από σύμπλοκα με μέταλλα. Τη στιγμή της αλλαγής του χρώματος στο σημείο ισοδυναμίας = και, επομένως, рМ = - log K Mln, όπου ονομάζεται рМ = - log[M]. σημείο μετάβασης του δείκτη, K Mln - σταθερά σταθερότητας του μεταλλικού συμπλέγματος με τον δείκτη. Ένα σφάλμα κατά την τιτλοδότηση οφείλεται στο γεγονός ότι μια ορισμένη ποσότητα

Οι ουσίες που αλλάζουν χρώμα όταν αλλάζει η αντίδραση του περιβάλλοντος είναι δείκτες - πιο συχνά σύνθετες οργανικές ενώσεις - ασθενή οξέα ή ασθενείς βάσεις. Σχηματικά, η σύνθεση των δεικτών μπορεί να εκφραστεί με τους τύπους НInd ή IndOH, όπου το Ind είναι ένα πολύπλοκο οργανικό ανιόν ή κατιόν δείκτη.

Στην πράξη, οι δείκτες χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό, αλλά η πρώτη προσπάθεια να εξηγηθεί η δράση τους έγινε το 1894 από τον Ostwald, ο οποίος δημιούργησε τη λεγόμενη ιοντική θεωρία. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα αδιάσπαστα μόρια δεικτών και τα ιόντα ινδ έχουν διαφορετικά χρώματα στο διάλυμα και το χρώμα του διαλύματος αλλάζει ανάλογα με τη θέση ισορροπίας διάστασης του δείκτη. Για παράδειγμα, η φαινολοφθαλεΐνη (ένας δείκτης οξέος) έχει άχρωμα μόρια και βυσσινί ανιόντα. πορτοκαλί μεθυλίου (κύριος δείκτης) – κίτρινα μόρια και κόκκινα κατιόντα.

φαινολοφθαλεΐνη μεθυλοπορτοκάλι

HIndH + + Ind – IndOH
Ind + + OH -

άχρωμος

Μαλίνοφ κίτρινος

το κόκκινο

Μια αλλαγή σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier οδηγεί σε μια μετατόπιση της ισορροπίας προς τα δεξιά ή προς τα αριστερά.

Σύμφωνα με τη θεωρία του χρωμοφόρου (Hanch), που εμφανίστηκε αργότερα, η αλλαγή στο χρώμα των δεικτών σχετίζεται με μια αναστρέψιμη αναδιάταξη των ατόμων στο μόριο μιας οργανικής ένωσης. Αυτή η αναστρέψιμη αναδιάταξη ονομάζεται ταυτομερισμός στην οργανική χημεία. Εάν, ως αποτέλεσμα μιας ταυτομερούς αλλαγής στη δομή, στο μόριο μιας οργανικής ένωσης εμφανιστούν ειδικές ομάδες που ονομάζονται χρωμοφόρα, τότε η οργανική ουσία αποκτά χρώμα. Τα χρωμοφόρα είναι ομάδες ατόμων που περιέχουν έναν ή περισσότερους πολλαπλούς δεσμούς που προκαλούν επιλεκτική απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικών δονήσεων στην περιοχή UV. Ομάδες ατόμων και δεσμών, όπως −N=N−, =C=S, −N=O, δομές κινοειδών κ.λπ., μπορούν να δράσουν ως χρωμοφόροι ομάδες.

Ως παράδειγμα, μπορούμε να εξετάσουμε τις δομικές αλλαγές στα μόρια των τυπικών δεικτών οξέος-βάσης - φαινολοφθαλεΐνη και μεθυλοπορτοκάλι υπό την επίδραση διαλυμάτων αλκαλίων και οξέων (σε διαφορετικές τιμές pH).

Η αντίδραση, ως αποτέλεσμα της οποίας, λόγω ταυτομερούς αναδιάταξης της δομής του μορίου της φαινολοφθαλεΐνης, εμφανίζεται μια ομάδα χρωμοφόρου σε αυτό, προκαλώντας την εμφάνιση χρώματος, προχωρά σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση:

άχρωμος άχρωμος άχρωμος

βυσσινί

Οι δείκτες, όπως οι ασθενείς ηλεκτρολύτες, έχουν μικρές σταθερές διάστασης. Για παράδειγμα, το Kd της φαινολοφθαλεΐνης είναι 2∙10 -10 και στα ουδέτερα μέσα βρίσκεται κυρίως με τη μορφή των μορίων της λόγω της πολύ χαμηλής συγκέντρωσης ιόντων, γι' αυτό και παραμένει άχρωμη. Όταν προστίθεται αλκάλιο, τα ιόντα H + της φαινολοφθαλεΐνης δεσμεύονται, «έλκονται» με τα ιόντα ΟΗ του αλκαλίου, σχηματίζοντας μόρια νερού και η θέση ισορροπίας διάστασης του δείκτη μετατοπίζεται προς τα δεξιά - προς αύξηση της συγκέντρωσης του Ind – ιόντα. Σε αλκαλικό περιβάλλον, σχηματίζεται ένα δινάτριο άλας, το οποίο έχει δομή κινοειδούς, η οποία προκαλεί το χρώμα του δείκτη. Η μετατόπιση της ισορροπίας μεταξύ ταυτομερών μορφών συμβαίνει σταδιακά. Επομένως, το χρώμα του δείκτη δεν αλλάζει αμέσως, αλλά περνά μέσα από ένα μικτό χρώμα στο χρώμα των ανιόντων. Όταν ένα οξύ προστίθεται στο ίδιο διάλυμα ταυτόχρονα με την εξουδετέρωση του αλκαλίου - σε επαρκή συγκέντρωση ιόντων Η + - η θέση ισορροπίας διάστασης του δείκτη μετατοπίζεται προς τα αριστερά, προς τη μοριακή μορίωση και το διάλυμα αποχρωματίζεται ξανά.

Το χρώμα του μεθυλοπορτοκαλιού αλλάζει με παρόμοιο τρόπο: τα ουδέτερα μόρια του μεθυλοπορτοκαλιού δίνουν στο διάλυμα ένα κίτρινο χρώμα, το οποίο, ως αποτέλεσμα της πρωτονίωσης, μετατρέπεται σε κόκκινο, που αντιστοιχεί στη δομή του κινοειδούς. Αυτή η μετάβαση παρατηρείται στην περιοχή pH 4,4–3,1:

κίτρινο Κόκκινο

Έτσι, το χρώμα των δεικτών εξαρτάται από το περιβάλλον pH. Η χρωματική ένταση τέτοιων δεικτών είναι αρκετά υψηλή και σαφώς ορατή ακόμη και με την εισαγωγή μιας μικρής ποσότητας δείκτη που δεν μπορεί να επηρεάσει σημαντικά το pH του διαλύματος.

Το διάλυμα που περιέχει τον δείκτη αλλάζει συνεχώς το χρώμα του καθώς αλλάζει το pH. Το ανθρώπινο μάτι, ωστόσο, δεν είναι πολύ ευαίσθητο σε τέτοιες αλλαγές. Το εύρος στο οποίο παρατηρείται μια αλλαγή στο χρώμα του δείκτη καθορίζεται από τα φυσιολογικά όρια αντίληψης χρώματος από το ανθρώπινο μάτι. Με κανονική όραση, το μάτι μπορεί να διακρίνει την παρουσία ενός χρώματος στο μείγμα του με ένα άλλο χρώμα μόνο εάν υπάρχει τουλάχιστον μια ορισμένη πυκνότητα κατωφλίου του πρώτου χρώματος: μια αλλαγή στο χρώμα του δείκτη γίνεται αντιληπτή μόνο στην περιοχή όπου υπάρχει 5-10 φορές περίσσεια της μιας μορφής σε σχέση με την άλλη. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το HInd και χαρακτηρίζοντας την κατάσταση ισορροπίας

Οπίσθιος
H + + Ind –

αντίστοιχη σταθερά

,

μπορούμε να γράψουμε ότι ο δείκτης εμφανίζει το καθαρά όξινο χρώμα του, που συνήθως ανιχνεύεται από τον παρατηρητή, όταν

,

και καθαρά αλκαλικό χρωματισμό στο

Μέσα στο διάστημα που ορίζεται από αυτές τις τιμές, εμφανίζεται ένα μικτό χρώμα του δείκτη.

Έτσι, το μάτι του παρατηρητή διακρίνει μια αλλαγή στο χρώμα μόνο όταν η αντίδραση του μέσου αλλάζει στο εύρος περίπου 2 μονάδων pH. Για παράδειγμα, για τη φαινολοφθαλεΐνη αυτό το εύρος pH είναι από 8,2 έως 10,5: σε pH = 8,2, το μάτι παρατηρεί την αρχή της εμφάνισης ενός ροζ χρώματος, το οποίο εντείνεται όλο και περισσότερο σε pH = 10,5 και σε pH = 10,5, μια εντατικοποίηση του το κόκκινο χρώμα δεν φαίνεται πλέον. Αυτό το εύρος τιμών pH, στο οποίο το μάτι διακρίνει μια αλλαγή στο χρώμα του δείκτη, ονομάζεται διάστημα μετάβασης χρώματος δείκτη. Για το πορτοκαλί μεθυλίου, KD = 1,65·10-4 και pK = 3,8. Αυτό σημαίνει ότι σε pH = 3,8, η ουδέτερη και η διαχωρισμένη μορφή βρίσκονται σε ισορροπία σε περίπου ίσες συγκεντρώσεις.

Το υποδεικνυόμενο εύρος pH περίπου 2 μονάδων για διαφορετικούς δείκτες δεν εμπίπτει στην ίδια περιοχή της κλίμακας pH, καθώς η θέση του εξαρτάται από την ειδική τιμή της σταθεράς διάστασης κάθε δείκτη: όσο ισχυρότερο είναι το οξύ HInd, τόσο πιο όξινη είναι η μετάβαση το διάστημα του δείκτη είναι στην περιοχή . Στον πίνακα 18 δείχνει τα διαστήματα μετάβασης και τα χρώματα των πιο κοινών δεικτών οξέος-βάσης.

Για να προσδιορίσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια την τιμή του pH των διαλυμάτων, χρησιμοποιήστε ένα σύνθετο μείγμα πολλών δεικτών που εφαρμόζονται στο διηθητικό χαρτί (ο λεγόμενος «Universal Colthoff δείκτης»). Μια λωρίδα χαρτιού δείκτη βυθίζεται στο διάλυμα δοκιμής, τοποθετείται σε λευκό, αδιάβροχο υπόστρωμα και το χρώμα της λωρίδας συγκρίνεται γρήγορα με μια κλίμακα pH αναφοράς.

Πίνακας 18.

Διαστήματα μετάβασης και χρωματισμός σε διαφορετικά μέσα

οι πιο συνηθισμένοι δείκτες οξέος-βάσης

Αλλαγή στο χρώμα των δεικτών ανάλογα με το pH

Οι δείκτες οξέος-βάσης είναι ενώσεις των οποίων το χρώμα αλλάζει ανάλογα με την οξύτητα του μέσου.

Για παράδειγμα, η λακκούβα είναι κόκκινος σε όξινο περιβάλλον και μπλε σε αλκαλικό περιβάλλον. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για γρήγορη εκτίμηση του pH των διαλυμάτων.

Οι δείκτες οξέος-βάσης χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημεία. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι πολλές αντιδράσεις προχωρούν διαφορετικά σε όξινα και αλκαλικά μέσα. Ρυθμίζοντας το pH, μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση της αντίδρασης. Οι δείκτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για ποιοτική, αλλά και ποσοτική αξιολόγηση της περιεκτικότητας σε οξύ σε ένα διάλυμα (μέθοδος τιτλοδότησης οξέος-βάσης).

Η χρήση δεικτών δεν περιορίζεται στην «καθαρή» χημεία. Η οξύτητα του περιβάλλοντος πρέπει να ελέγχεται σε πολλές παραγωγικές διαδικασίες, κατά την αξιολόγηση της ποιότητας των προϊόντων διατροφής, στην ιατρική κ.λπ.

ΣΕ Τραπέζι 1υποδεικνύονται οι πιο «δημοφιλείς» δείκτες και σημειώνεται το χρώμα τους σε ουδέτερα, όξινα και αλκαλικά μέσα.

Πορτοκαλί μεθυλίου

Φαινολοφθαλεΐνη

Στην πραγματικότητα, κάθε δείκτης χαρακτηρίζεται από το δικό του διάστημα pH στο οποίο συμβαίνει η αλλαγή χρώματος (διάστημα μετάβασης). Η αλλαγή χρώματος συμβαίνει λόγω της μετατροπής μιας μορφής του δείκτη (μοριακή) σε άλλη (ιονική). Καθώς η οξύτητα του μέσου μειώνεται (με αύξηση του pH), η συγκέντρωση της ιοντικής μορφής αυξάνεται και η μοριακή μορφή μειώνεται. Ο Πίνακας 2 παραθέτει ορισμένους δείκτες οξέος-βάσης και τα αντίστοιχα μεσοδιαστήματα μετάβασης.

ΔΕΙΚΤΕΣ(από λατινικό δείκτη - δείκτης) - ουσίες που σας επιτρέπουν να παρακολουθείτε τη σύνθεση του περιβάλλοντος ή την πρόοδο μιας χημικής αντίδρασης. Μερικοί από τους πιο συνηθισμένους είναι δείκτες οξέος-βάσης, οι οποίοι αλλάζουν χρώμα ανάλογα με την οξύτητα του διαλύματος. Αυτό συμβαίνει επειδή σε όξινο και αλκαλικό περιβάλλον, τα μόρια δεικτών έχουν διαφορετικές δομές. Ένα παράδειγμα είναι ο κοινός δείκτης φαινολοφθαλεΐνη, που παλαιότερα χρησιμοποιούνταν επίσης ως καθαρτικό με την ονομασία purgen. Σε όξινο περιβάλλον, αυτή η ένωση έχει τη μορφή αδιάσπαστων μορίων και το διάλυμα είναι άχρωμο, και σε αλκαλικό περιβάλλον, έχει τη μορφή μονοφορτισμένων ανιόντων και το διάλυμα έχει βυσσινί χρώμα ( εκ. ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΗ ΑΠΟΣΥΝΔΕΣΗ. ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ). Ωστόσο, σε ένα εξαιρετικά αλκαλικό περιβάλλον, η φαινολοφθαλεΐνη αποχρωματίζεται ξανά! Αυτό συμβαίνει λόγω του σχηματισμού μιας άλλης άχρωμης μορφής του δείκτη - με τη μορφή ενός τριπλά φορτισμένου ανιόντος. Τέλος, στο συμπυκνωμένο θειικό οξύ εμφανίζεται ξανά ένα κόκκινο χρώμα, αν και όχι τόσο έντονο. Ο ένοχος του είναι το κατιόν της φαινολοφθαλεΐνης. Αυτό το ελάχιστα γνωστό γεγονός μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα στον προσδιορισμό της αντίδρασης του περιβάλλοντος.

Οι δείκτες οξέος-βάσης είναι πολύ διαφορετικοί. πολλά από αυτά είναι εύκολα προσβάσιμα και ως εκ τούτου είναι γνωστά εδώ και αιώνες. Αυτά είναι αφεψήματα ή εκχυλίσματα χρωματιστών λουλουδιών, μούρων και φρούτων. Έτσι, ένα αφέψημα από ίριδα, πανσέδες, τουλίπες, βατόμουρα, βατόμουρα, βατόμουρα, μαύρες σταφίδες, κόκκινο λάχανο, παντζάρια και άλλα φυτά γίνεται κόκκινο σε όξινο περιβάλλον και πράσινο-μπλε σε αλκαλικό περιβάλλον. Αυτό είναι εύκολο να το παρατηρήσετε αν πλύνετε το τηγάνι με τα υπολείμματα του μπορς με σαπουνόνερο (δηλαδή αλκαλικό). Χρησιμοποιώντας ένα όξινο διάλυμα (ξύδι) και ένα αλκαλικό διάλυμα (μαγειρική σόδα, ή ακόμα καλύτερα, σόδα πλυσίματος), μπορείτε επίσης να κάνετε επιγραφές σε πέταλα διαφόρων χρωμάτων σε κόκκινο ή μπλε.

Το κανονικό τσάι είναι επίσης ένας δείκτης. Εάν ρίξετε χυμό λεμονιού σε ένα ποτήρι δυνατό τσάι ή διαλύσετε μερικούς κρυστάλλους κιτρικού οξέος, το τσάι θα γίνει αμέσως πιο ελαφρύ. Εάν διαλύσετε μαγειρική σόδα στο τσάι, το διάλυμα θα σκουρύνει (φυσικά, δεν πρέπει να πίνετε τέτοιο τσάι). Το τσάι από λουλούδια («ιβίσκος») παράγει πολύ πιο φωτεινά χρώματα.

Πιθανώς ο παλαιότερος οξεοβασικός δείκτης είναι η λακκούβα. Ήδη από το 1640, οι βοτανολόγοι περιέγραψαν το ηλιοτρόπιο (Heliotropium turnesole), ένα αρωματικό φυτό με σκούρα μοβ άνθη, από το οποίο απομονώθηκε μια χρωστική ουσία. Αυτή η χρωστική, μαζί με το βιολετί χυμό, χρησιμοποιήθηκε ευρέως από τους χημικούς ως δείκτης, που ήταν κόκκινο σε όξινο περιβάλλον και μπλε σε αλκαλικό περιβάλλον. Μπορείτε να διαβάσετε για αυτό στα έργα του διάσημου φυσικού και χημικού του 17ου αιώνα Robert Boyle. Αρχικά, τα μεταλλικά νερά μελετήθηκαν με τη βοήθεια ενός νέου δείκτη και από το 1670 περίπου άρχισαν να το χρησιμοποιούν σε χημικά πειράματα. «Μόλις προσθέσω μια ασήμαντη ποσότητα οξέος», έγραψε ο Γάλλος χημικός Pierre Paume για το «τουρνεζόλ» το 1694, «γίνεται κόκκινο, οπότε αν κάποιος θέλει να μάθει αν κάτι περιέχει οξύ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί 1704, ένας γερμανός επιστήμονας ονόμασε αυτό το χρώμα σε όλες τις ευρωπαϊκές γλώσσες, εκτός από τα γαλλικά, το οποίο κυριολεκτικά σημαίνει «γυρίζοντας μετά τον ήλιο». , «ηλιοτρόπιο», μόνο στα ελληνικά αποδείχθηκε ότι η λυχνία μπορεί να ληφθεί από φθηνότερες πρώτες ύλες, για παράδειγμα, από ορισμένους τύπους λειχήνων.

Δυστυχώς, σχεδόν όλοι οι φυσικοί δείκτες έχουν ένα σοβαρό μειονέκτημα: τα αφεψήματα τους αλλοιώνονται αρκετά γρήγορα - ξινίζουν ή μουχλιάζουν (τα διαλύματα αλκοόλης είναι πιο σταθερά). Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι το διάστημα αλλαγής χρώματος είναι πολύ μεγάλο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δύσκολο ή αδύνατο να διακρίνουμε, για παράδειγμα, ένα ουδέτερο μέσο από ένα ασθενώς όξινο ή ένα ασθενώς αλκαλικό από ένα έντονα αλκαλικό. Επομένως, τα χημικά εργαστήρια χρησιμοποιούν συνθετικούς δείκτες που αλλάζουν απότομα το χρώμα τους μέσα σε αρκετά στενά όρια pH. Υπάρχουν πολλοί τέτοιοι δείκτες γνωστοί και καθένας από αυτούς έχει τη δική του περιοχή εφαρμογής. Για παράδειγμα, το ιώδες μεθυλίου αλλάζει χρώμα από κίτρινο σε πράσινο στην περιοχή pH 0,13 - 0,5. πορτοκαλί μεθυλίου – από κόκκινο (pH< 3,1) до оранжево-желтой (рН 4); бромтимоловый синий – от желтой (рН < 6,0) до сине-фиолетовой (рН 7,0); фенолфталеин – от бесцветной (рН < 8,2) до малиновой (рН 10); тринитробензол – от бесцветной (pH < 12,2) до оранжевой (рН 14,0).

Τα εργαστήρια χρησιμοποιούν συχνά καθολικούς δείκτες - ένα μείγμα πολλών μεμονωμένων δεικτών, που επιλέγονται έτσι ώστε το διάλυμά τους να αλλάζει χρώμα εναλλάξ, περνώντας από όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου όταν η οξύτητα του διαλύματος αλλάζει σε ένα ευρύ φάσμα pH (για παράδειγμα, από 1 έως 11 ). Οι λωρίδες χαρτιού συχνά εμποτίζονται με ένα διάλυμα ενός γενικού δείκτη, το οποίο επιτρέπει σε κάποιον να προσδιορίσει γρήγορα (αν και με όχι πολύ υψηλή ακρίβεια) το pH του διαλύματος που αναλύεται συγκρίνοντας το χρώμα της λωρίδας που έχει εμποτιστεί στο διάλυμα με ένα χρώμα αναφοράς κλίμακα.

Εκτός από τους δείκτες οξέος-βάσης, χρησιμοποιούνται και άλλοι τύποι δεικτών. Έτσι, οι δείκτες οξειδοαναγωγής αλλάζουν το χρώμα τους ανάλογα με το αν υπάρχει οξειδωτικό ή αναγωγικό μέσο στο διάλυμα. Για παράδειγμα, η οξειδωμένη μορφή της διφαινυλαμίνης είναι μοβ, ενώ η ανηγμένη μορφή είναι άχρωμη. Ορισμένοι οξειδωτικοί παράγοντες μπορούν να χρησιμεύσουν ως δείκτες. Για παράδειγμα, όταν αναλύονται ενώσεις σιδήρου(II) κατά τη διάρκεια της αντίδρασης

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 ? 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

το προστιθέμενο υπερμαγγανικό διάλυμα αποχρωματίζεται όσο υπάρχουν ιόντα Fe 2+ στο διάλυμα. Μόλις εμφανιστεί η παραμικρή περίσσεια υπερμαγγανικού, το διάλυμα γίνεται ροζ. Με βάση την ποσότητα υπερμαγγανικού που καταναλώνεται, είναι εύκολο να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε σίδηρο στο διάλυμα. Ομοίως, σε πολυάριθμες αναλύσεις που χρησιμοποιούν τη μέθοδο ιωδομετρίας, το ίδιο το ιώδιο χρησιμεύει ως δείκτης. Για να αυξηθεί η ευαισθησία της ανάλυσης, χρησιμοποιείται άμυλο, το οποίο καθιστά δυνατή την ανίχνευση της παραμικρής περίσσειας ιωδίου.

Οι πολυσύνθετοι δείκτες χρησιμοποιούνται ευρέως - ουσίες που σχηματίζουν έγχρωμες σύνθετες ενώσεις με μεταλλικά ιόντα (πολλά από τα οποία είναι άχρωμα). Ένα παράδειγμα είναι το εριοχρωμικό μαύρο Τ. ένα διάλυμα αυτής της πολύπλοκης οργανικής ένωσης έχει μπλε χρώμα και παρουσία μαγνησίου, ασβεστίου και κάποιων άλλων ιόντων σχηματίζονται σύμπλοκα που έχουν έντονο οινοκόκκινο χρώμα. Η ανάλυση πραγματοποιείται ως εξής: ένας συμπλοκοποιητικός παράγοντας, πιο συχνά το Trilon B, ο οποίος είναι ισχυρότερος από τον δείκτη, προστίθεται στάγδην σε ένα διάλυμα που περιέχει τα αναλυόμενα κατιόντα και έναν δείκτη Μόλις το Trilon δεσμεύσει πλήρως όλα τα μεταλλικά κατιόντα θα συμβεί μετάβαση από το κόκκινο στο μπλε. Με βάση την ποσότητα του προστιθέμενου τριλονίου, είναι εύκολο να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε μεταλλικά κατιόντα στο διάλυμα.

Άλλοι τύποι δεικτών είναι επίσης γνωστοί. Για παράδειγμα, ορισμένες ουσίες απορροφώνται στην επιφάνεια του ιζήματος, αλλάζοντας το χρώμα του. τέτοιοι δείκτες ονομάζονται δείκτες προσρόφησης. Όταν τιτλοδοτούνται θολά ή έγχρωμα διαλύματα, στα οποία είναι σχεδόν αδύνατο να παρατηρήσετε μια αλλαγή στο χρώμα των συμβατικών δεικτών οξέος-βάσης, χρησιμοποιούνται δείκτες φθορισμού. Λάμπουν (φθορίζουν) σε διαφορετικά χρώματα ανάλογα με το pH του διαλύματος. Για παράδειγμα, ο φθορισμός της ακριδίνης αλλάζει από πράσινο σε pH = 4,5 σε μπλε σε pH = 5,5. Είναι σημαντικό η λάμψη του δείκτη να μην εξαρτάται από τη διαφάνεια και το εγγενές χρώμα του διαλύματος.

Ilya Leenson

Ανάμεσα στην ποικιλία των οργανικών ουσιών, υπάρχουν ειδικές ενώσεις που χαρακτηρίζονται από χρωματικές αλλαγές σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Πριν από την εμφάνιση των σύγχρονων ηλεκτρονικών μετρητών pH, οι δείκτες ήταν απαραίτητα «εργαλεία» για τον προσδιορισμό των οξεοβασικών παραμέτρων του περιβάλλοντος και συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται στην εργαστηριακή πρακτική ως βοηθητικά στην αναλυτική χημεία, καθώς και ελλείψει του απαραίτητου εξοπλισμού. .

Σε τι χρησιμεύουν οι δείκτες;

Αρχικά, η ιδιότητα αυτών των ενώσεων να αλλάζουν χρώμα σε διαφορετικά περιβάλλοντα χρησιμοποιήθηκε ευρέως για τον οπτικό προσδιορισμό των ιδιοτήτων οξέος-βάσης των ουσιών σε διάλυμα, γεγονός που βοήθησε στον προσδιορισμό όχι μόνο της φύσης του περιβάλλοντος, αλλά και στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αντίδραση. προϊόντα που σχηματίζονται. Τα διαλύματα δεικτών συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται στην εργαστηριακή πρακτική για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των ουσιών με τιτλοδότηση και επιτρέπουν σε κάποιον να μάθει πώς να χρησιμοποιεί τις διαθέσιμες μεθόδους απουσία σύγχρονων μετρητών pH.

Υπάρχουν αρκετές δεκάδες ουσίες αυτού του είδους, καθεμία από τις οποίες είναι ευαίσθητη σε μια μάλλον στενή περιοχή: συνήθως δεν υπερβαίνει τους 3 βαθμούς στην κλίμακα περιεχομένου πληροφοριών. Χάρη σε μια τέτοια ποικιλία χρωμοφόρων και τη χαμηλή δραστηριότητά τους μεταξύ τους, οι επιστήμονες μπόρεσαν να δημιουργήσουν καθολικούς δείκτες που χρησιμοποιούνται ευρέως σε εργαστηριακές και βιομηχανικές συνθήκες.

Οι πιο χρησιμοποιούμενοι δείκτες pH

Αξίζει να σημειωθεί ότι εκτός από την ιδιότητα αναγνώρισης, αυτές οι ενώσεις έχουν καλή χρωματική ικανότητα, η οποία τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται για τη βαφή υφασμάτων στην κλωστοϋφαντουργία. Από τον μεγάλο αριθμό χρωματικών δεικτών στη χημεία, οι πιο διάσημοι και χρησιμοποιούμενοι είναι το μεθυλοπορτοκάλι (μεθυλοπορτοκάλι) και η φαινολοφθαλεΐνη. Τα περισσότερα άλλα χρωμοφόρα χρησιμοποιούνται επί του παρόντος σε μείγματα μεταξύ τους ή για συγκεκριμένες συνθέσεις και αντιδράσεις.

Πορτοκαλί μεθυλίου

Πολλές βαφές ονομάζονται λόγω των πρωταρχικών τους χρωμάτων σε ένα ουδέτερο περιβάλλον, το οποίο είναι επίσης εγγενές σε αυτό το χρωμοφόρο. Το μεθυλοπορτοκαλί είναι μια αζωχρωστική που έχει μια ομάδα - N = N - στη σύνθεσή της, η οποία είναι υπεύθυνη για τη μετάβαση του χρώματος δείκτη σε κόκκινο και κίτρινο σε αλκαλικό. Οι αζω ενώσεις οι ίδιες δεν είναι ισχυρές βάσεις, ωστόσο, η παρουσία ομάδων που δότες ηλεκτρονίων (‒ OH, - NH 2, - NH (CH 3), - N (CH 3) 2, κ.λπ.) αυξάνει τη βασικότητα μιας από τις άτομα αζώτου, το οποίο καθίσταται ικανό να συνδέει πρωτόνια υδρογόνου σύμφωνα με την αρχή δότη-δέκτη. Επομένως, όταν η συγκέντρωση των ιόντων Η+ στο διάλυμα αλλάζει, μπορεί να παρατηρηθεί αλλαγή στο χρώμα του δείκτη οξέος-βάσης.

Μάθετε περισσότερα σχετικά με την παρασκευή μεθυλοπορτοκάλι

Το πορτοκαλί μεθυλίου λαμβάνεται με διαζώτωση του σουλφανιλικού οξέος C 6 H 4 (SO 3 H)NH 2 που ακολουθείται από συνδυασμό με διμεθυλανιλίνη C 6 H 5 N (CH 3 ) 2. Το σουλφανιλικό οξύ διαλύεται σε διάλυμα αλκαλίου νατρίου, προσθέτοντας νιτρώδες νάτριο NaNO 2, και στη συνέχεια ψύχεται με πάγο για να πραγματοποιηθεί η σύνθεση σε θερμοκρασίες όσο το δυνατόν πλησιέστερες στους 0°C και προστίθεται υδροχλωρικό οξύ HCl. Στη συνέχεια, παρασκευάστε ένα ξεχωριστό διάλυμα διμεθυλανιλίνης σε HCl, το οποίο χύνεται ψυχόμενο στο πρώτο διάλυμα για να ληφθεί μια βαφή. Αλκαλοποιείται περαιτέρω και από το διάλυμα καθιζάνουν σκούρο πορτοκαλί κρύσταλλοι, οι οποίοι μετά από αρκετές ώρες διηθούνται και ξηραίνονται σε λουτρό νερού.

Φαινολοφθαλεΐνη

Αυτό το χρωμοφόρο έλαβε το όνομά του από την προσθήκη των ονομάτων δύο αντιδραστηρίων που εμπλέκονται στη σύνθεσή του. Το χρώμα του δείκτη είναι αξιοσημείωτο για τη χρωματική του αλλαγή σε αλκαλικό περιβάλλον με την απόκτηση μιας βυσσινί (κόκκινο-ιώδες, βυσσινί-κόκκινο) απόχρωση, η οποία αποχρωματίζεται όταν το διάλυμα αλκαλοποιείται έντονα. Η φαινολοφθαλεΐνη μπορεί να πάρει διάφορες μορφές ανάλογα με το pH του περιβάλλοντος και σε έντονα όξινα περιβάλλοντα έχει πορτοκαλί χρώμα.

Αυτό το χρωμοφόρο λαμβάνεται με συμπύκνωση φαινόλης και φθαλικού ανυδρίτη παρουσία χλωριούχου ψευδαργύρου ZnCl 2 ή πυκνού θειικού οξέος H 2 SO 4. Σε στερεά κατάσταση, τα μόρια της φαινολοφθαλεΐνης είναι άχρωμοι κρύσταλλοι.

Προηγουμένως, η φαινολοφθαλεΐνη χρησιμοποιήθηκε ενεργά στη δημιουργία καθαρτικών, αλλά σταδιακά η χρήση της μειώθηκε σημαντικά λόγω των καθιερωμένων αθροιστικών ιδιοτήτων.

Ηλιοτρόπιο

Αυτός ο δείκτης ήταν ένα από τα πρώτα αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν σε στερεά μέσα. Το Litmus είναι ένα σύνθετο μείγμα φυσικών ενώσεων που λαμβάνεται από ορισμένους τύπους λειχήνων. Χρησιμοποιείται όχι μόνο ως αλλά και ως μέσο για τον προσδιορισμό του pH του περιβάλλοντος. Αυτός είναι ένας από τους πρώτους δείκτες που άρχισε να χρησιμοποιείται από τον άνθρωπο στη χημική πρακτική: χρησιμοποιείται με τη μορφή υδατικών διαλυμάτων ή λωρίδων διηθητικού χαρτιού εμποτισμένου σε αυτό. Η συμπαγής λίθος είναι μια σκούρα σκόνη με ελαφριά οσμή αμμωνίας. Όταν διαλύεται σε καθαρό νερό, το χρώμα του δείκτη παίρνει ένα ιώδες χρώμα και όταν οξινίζεται γίνεται κόκκινο. Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον, η λακκούβα γίνεται μπλε, γεγονός που της επιτρέπει να χρησιμοποιείται ως καθολικός δείκτης για τον γενικό προσδιορισμό περιβαλλοντικών δεικτών.

Δεν είναι δυνατό να προσδιοριστεί με ακρίβεια ο μηχανισμός και η φύση της αντίδρασης που συμβαίνει όταν το pH αλλάζει στις δομές των συστατικών της λακκούβας, καθώς μπορεί να περιέχει έως και 15 διαφορετικές ενώσεις, μερικές από τις οποίες μπορεί να είναι αδιαχώριστες δραστικές ουσίες, γεγονός που περιπλέκει τις μεμονωμένες μελέτες τους των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων.

Χαρτί ένδειξης γενικής χρήσης

Με την ανάπτυξη της επιστήμης και την εμφάνιση των εγγράφων δεικτών, η καθιέρωση περιβαλλοντικών δεικτών απλοποιήθηκε πολύ, αφού πλέον δεν υπήρχε ανάγκη να υπάρχουν έτοιμα υγρά αντιδραστήρια για οποιαδήποτε έρευνα πεδίου, η οποία χρησιμοποιείται ακόμη με επιτυχία από επιστήμονες και εγκληματολόγους. Έτσι, τα διαλύματα αντικαταστάθηκαν από χαρτιά γενικών δεικτών, τα οποία, λόγω του ευρέος φάσματος δράσης τους, εξάλειψαν σχεδόν εντελώς την ανάγκη χρήσης οποιωνδήποτε άλλων δεικτών οξέος-βάσης.

Η σύνθεση των εμποτισμένων ταινιών μπορεί να διαφέρει από τον έναν κατασκευαστή στον άλλο, επομένως ένας κατά προσέγγιση κατάλογος των ουσιών που περιλαμβάνονται μπορεί να είναι ως εξής:

• φαινολοφθαλεΐνη (0-3,0 και 8,2-11);
• (δι)μεθυλοκίτρινο (2,9-4,0);
• πορτοκαλί μεθυλίου (3,1-4,4);
• ερυθρό του μεθυλίου (4,2-6,2);
• μπλε βρωμοθυμόλης (6,0-7,8);
• α-ναφθολοφθαλεΐνη (7,3-8,7);
• μπλε θυμόλης (8,0-9,6);
• κρεσοφθαλεΐνη (8,2-9,8).

Η συσκευασία πρέπει να περιέχει πρότυπα χρωματικής κλίμακας που σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε το pH του περιβάλλοντος από 0 έως 12 (περίπου 14) με ακρίβεια ενός ολόκληρου ακέραιου αριθμού.

Μεταξύ άλλων, αυτές οι ενώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί σε υδατικά και υδατικά-αλκοολικά διαλύματα, γεγονός που καθιστά τη χρήση τέτοιων μειγμάτων πολύ βολική. Ωστόσο, ορισμένες από αυτές τις ουσίες μπορεί να είναι ελάχιστα διαλυτές στο νερό, επομένως είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν γενικό οργανικό διαλύτη.

Λόγω των ιδιοτήτων τους, οι δείκτες οξέος-βάσης έχουν βρει τη χρήση τους σε πολλούς τομείς της επιστήμης και η ποικιλομορφία τους έχει καταστήσει δυνατή τη δημιουργία καθολικών μειγμάτων που είναι ευαίσθητα σε ένα ευρύ φάσμα τιμών pH.