Ko'rsatkichning bir shaklining rangi, agar uning konsentratsiyasi boshqa shaklning kontsentratsiyasidan 10 baravar yuqori bo'lsa, sezilarli bo'ladi, deb ishoniladi, ya'ni. agar / \u003d /K ln nisbati 0,1 yoki 10 bo'lsa. Ko'rsatkich rangining o'zgarishi pH \u003d pK lp b 1 mintaqasida qayd etiladi, to-ry deb ataladi. indikatorga o'tish oralig'i. Maks. aniq qachon = va K ln = [H 3 O] +, ya'ni. pH = pKln da. pH qiymati, Krom da, titrlash odatda tugaydi, deyiladi. titrlash ko'rsatkichi pT. Titrlash uchun ko'rsatkichlar rang o'tish oralig'i eritmaning ekvivalent nuqtasida bo'lishi kerak bo'lgan pH qiymatini o'z ichiga oladigan tarzda tanlanadi. Ko'pincha bu pH qiymati ishlatiladigan indikatorning pT ga to'g'ri kelmaydi, bu esa deb ataladigan narsaga olib keladi. indikator xatosi. Agar K. t.da titrlanmagan zaif asos yoki to-siz ortiqcha boʻlsa, xato deyiladi. javob. asosiy yoki kislota. Ko'rsatkichning sezgirligi - aniqlanayotgan ionning konsentratsiyasi (mol / l) (bu holda, H + yoki OH). - ) maksimal nuqtada. keskin rang o'zgarishi. Ajrating: ishqoriy pH qiymatlari sohasida o'tish oralig'i bilan u erga sezgir bo'lgan ko'rsatkichlar (masalan, fenolftalein, timolftalein); kislotali mintaqada o'tish oralig'i bo'lgan asosga sezgir ko'rsatkichlar (dimetil sariq, metil apelsin va boshqalar kabi); neytral ko'rsatkichlar, o'tish oralig'i to-rykh taxminan. pH 7 (neytral qizil, fenol qizil va boshqalar). Va ko'rsatkichlar bir yoki ikkita rangli shakllar bilan birga keladi; bunday ko'rsatkichlar deyiladi javob. bir rangli va ikki rangli. Naib. bu ko'rsatkichlarda rangning aniq o'zgarishi kuzatiladi, ularning kislota va asosiy shakllari qo'shimcha ravishda ranglanadi. ranglar. Biroq, bunday ko'rsatkichlar yo'q. Shuning uchun, bo'yoq qo'shib, ikkala shaklning ranglari mos ravishda o'zgaradi. Shunday qilib, metil qizilida qizildan sariqqa o'tish 2 pH birligi oralig'ida sodir bo'ladi va agar eritmaga metilen ko'k qo'shilsa, qizil-binafsha rangdan yashil rangga o'tish pH 5,3 da keskin va aniq kuzatiladi. Shunga o'xshash effektga ranglar bir-birini to'ldiradigan ikkita ko'rsatkich aralashmasidan foydalanish orqali erishish mumkin. do'st. Bunday ko'rsatkichlar deyiladi aralash (2-jadval).


Indikatorlarning aralashmalari, to-javdar, 1 dan 14 gacha bo'lgan pH qiymatlarining butun diapazonida o'z rangini doimiy ravishda o'zgartiradi. universal. Ular taxminan uchun ishlatiladi. pH eritmalarini baholash. Ko'rsatkichning rangi o'zgarishi uning kontsentratsiyasiga ta'sir qiladi. Ikki rangli ko'rsatkichlar uchun kontsentratsiya qanchalik yuqori bo'lsa, rang o'zgarishi shunchalik kam keskin bo'ladi, chunki. ikkala shaklning yutilish spektrlari ko'proq bir-biriga mos keladi va rang o'zgarishini aniqlash qiyinlashadi. Odatda indikatorning bir xil minimal (bir necha tomchi eritma) miqdoridan foydalaning. Ko'pgina ko'rsatkichlarning o'tish oralig'i t-ry ga bog'liq. Shunday qilib, metil apelsin o'z rangini xona haroratida pH 3,4-4,4 oralig'ida va 100 ° C da pH 2,5-3,3 oralig'ida o'zgartiradi. Bu suvning ion mahsulotining o'zgarishi bilan bog'liq. Eritmada mavjud bo'lgan kolloid zarralar indikatorlarni adsorbsiya qiladi, bu uning rangini to'liq o'zgarishiga olib keladi. Mavjudligida xatolarga yo'l qo'ymaslik uchun musbat zaryadlangan kolloid zarrachalar, indikatorlar-asoslardan foydalanish kerak va mavjudligida. manfiy zaryadlangan - kislota ko'rsatkichlari. Oddiy sharoitlarda titrlashda erigan CO 2 ning ta'sirini hisobga olish kerak, ayniqsa pK ln > 4 bo'lgan indikatorlardan foydalanilganda (masalan, metil apelsin, metil qizil, fenolftalein). Ba'zida CO 2 oldindan qaynatish orqali chiqariladi yoki atmosfera bilan aloqa qilmasdan eritma bilan titrlanadi. Chetdan neytral elektrolitlarning ta'siri (tuz effekti) ko'rsatkichlar muvozanatining o'zgarishida namoyon bo'ladi. Kislota ko'rsatkichlari bo'lsa, o'tish oralig'i ko'proq kislotali mintaqaga, asosiy ko'rsatkichlar bo'lsa, ko'proq ishqoriy hududga o'tadi. Erituvchining tabiatiga qarab indikatorlarning ranglari, ularning pK ln va sezgirligi o'zgaradi. Shunday qilib, suvdagi metil qizil H + ionlari faolligining yuqori qiymatlarida bromofenol ko'k rangga qaraganda rang o'tishini beradi va etilen glikol eritmasida aksincha. Suv-metanol va suv-etanol eritmalarida suvli muhit bilan solishtirganda o'zgarish ahamiyatsiz. Spirtli muhitda kislota indikatorlari H + ionlariga tayanch ko'rsatkichlarga qaraganda ko'proq sezgir. Salbiy bo'lmagan muhitda titrlashda KT odatda shisha indikator elektrod yordamida potentsiometrik tarzda o'rnatilsa ham, kislota-asos ko'rsatkichlari ham qo'llaniladi (3-jadval). Ko'pincha kuchsiz asoslarni titrlash uchun dioksandagi metil qizil yoki suvsiz CH 3 COOHdagi kristalli binafsha rang ishlatiladi; DMFda zaif to-t - timol ko'kni titrlashda. Suvsiz va suvli muhitda indikatorlarning harakati o'xshash. Masalan, p-erituvchi SHdagi zaif to-siz HIn uchun muvozanatni yozishingiz mumkin: HIn + SH. D In- + SH 2 +. Ko'rsatkichlarning ta'sir qilish mexanizmi suvdagi kabi, faqat suvsiz muhitda ular tegishli kislotalik shkalalaridan foydalanadilar (pH p, pA; Kislota-asos titrlashiga qarang). Kislota-asos ko'rsatkichlari sifatida lyuminestsent indikatorlar ham qo'llaniladi, ular pH ga qarab rang va floresans intensivligini o'zgartiradi va kuchli rangli va loyqa eritmalarni titrlash imkonini beradi.

Zaifni titrlash uchun - t qo'llaniladi. loyqalik ko'rsatkichlari in-va, teskari kolloid tizimlarni hosil qiladi, juda tor pH diapazonida koagulyatsiyalanadi (masalan, izonitroatsetil-n-aminobenzol pH 10,7-11,0 da loyqalikni beradi). Kislota-asos ko'rsatkichlari sifatida metalloxrom ko'rsatkichlari bo'lgan metall komplekslari ishlatilishi mumkin (pastga qarang); bu komplekslar cho'kib, tor pH diapazonida eritma rangini o'zgartiradi. org aniqlash uchun. mavjudligida suvda to-t va asoslar. u bilan aralashmaydigan eritma ishlatiladi. amfi-indikatorlar, to-javdar - indikator-kislotalarning tuzlari (masalan, tropeolin 00) parchalanish bilan. org. asoslar (masalan, alkaloidlar). Bu ko'rsatkichlar yaxshi hal. org da. p-qo'llab-quvvatlovchilar, suvda yomon; juda sezgir. Cho`kma yuzasida adsorbsiyalanuvchi va lyuminessensiya rangini yoki intensivligini o`zgartiruvchi moddalarning adsorbsion ko`rsatkichlari.Bu ko`rsatkichlar odatda qaytar bo`lib, cho`kma titrlashda qo`llaniladi.Birinchi navbatda, ionlar cho`kma tomonidan adsorbsiyalanadi, ular bilan bir xil bo`ladi. cho'kindining bir qismidir, shundan so'ng indikator adsorbsiyalanadi. Ko'rsatkichlarning katta guruhi bo'yoqlardir (4-jadval), cho'kindi yuzasida cho'kindi tarkibidagi ionlar bilan tuzlar hosil bo'lishi bilan adsorbsiyalanadi.


Masalan, eozin eritmasi pushti rangda, AgNO 3 qo`shilganda to-ry o`zgarmaydi. Ammo KBr eritmasi bilan titrlanganda cho‘kma Ag+ ionlarini adsorbsiyalaydi, ular eozin anionlarini o‘ziga biriktiradi. Cho'kma qizil-binafsha rangga aylanadi. K.t.da barcha Ag+ ionlari titrlanganda choʻkmaning rangi yoʻqoladi va eritma yana pushti rangga aylanadi. Inorg. adsorbsiya indikatorlar rangli cho'kma yoki titrant ionlari bilan kompleks hosil qiladi (masalan, indikator sifatida ishlatiladigan CrO 4 ionlari kabi).- va SCN- argentometriyada). adsorbent sifatida. ko'rsatkichlari ham ishlatiladi nek-ry kislota-asos, oksidlanish.-tiklash. va kompleksometrik. indikatorlari, Sankt orollari to-rykh (kislota dissotsilanish konstantalari, oksidlovchi-qaytarilish potentsiallari va metall kationlari bilan komplekslarning barqarorlik konstantalari) adsorblanganda. holati cho'kindi yuzasida ionlarning tabiati va konsentratsiyasiga bog'liq. Oksidlanish-qaytarilish ko'rsatkichlar - in-va, oksidlanishga qarab rangini o'zgartirishga qodir.-tiklash. r-ra potentsiali. K. t. t. oksidlanish-tiklash uchun ishlatiladi. titrlash va kolorimetrik uchun. ta'riflar okislit.-tiklash. potentsial (birinchi navbatda biologiyada). Bunday ko'rsatkichlar, qoida tariqasida, orollar, to-javdar o'zlari oksidlanish yoki qaytarilishga uchraydi va oksidlangan (Oxda) va qaytarilgan (Qizilda) shakllari turli xil ranglarga ega. Qaytariladigan oksidlanish uchun.-tiklash. ko'rsatkichlar yozilishi mumkin: Ox + ne D Qizil rangda, bu erda n - elektronlar soni. E potentsialida indikatorning ikkala shaklining konsentratsiya nisbati Nernst tenglamasi bilan aniqlanadi:
,
bu yerda E ln - haqiqiy okislit.-tiklash. eritma tarkibiga qarab indikator potensiali. Rang o'tish oralig'i amalda / nisbati 0,1 dan 10 gacha o'zgarganda kuzatiladi, bu 25 ° C da mos keladi. D E (V da) = E ln b (0,059/n). Eng keskin rang o'zgarishiga mos keladigan potentsial E ln. Ko'rsatkichni tanlashda Ch ni hisobga oling. arr. qiymatlari E ln , koeffitsient indikatorning ikkala shaklini va ekvivalentlik nuqtasida eritmaning potentsialini molyar sotib olish. Kuchli oksidlovchi moddalar (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4 va boshqalar) bilan titrlashda Eln nisbatan yuqori bo'lgan indikatorlar qo'llaniladi, masalan, difenilamin va uning hosilalari; kuchli qaytaruvchi moddalar bilan titrlashda [Ti(III), V(II) tuzlari va boshqalar] nisbatan past Elnga ega indikatorlardan foydalaniladi, masalan, safranin, metilen koʻk (5-jadval).


Ba'zi in-va ranglarini qaytarib bo'lmaydigan tarzda o'zgartiradi, masalan, oksidlanganda ular rangsiz hosil bo'lishi bilan yo'q qilinadi. gipoxloritlar ta'sirida indigo yoki BrO 3 ionlari ta'sirida ko'k-qora naftol kabi mahsulotlar. Kompleksometrik ko'rsatkichlar - metall ionlari (M) bilan rangli komplekslar hosil qiluvchi, ko'rsatkichlarning o'zidan rangi bilan farq qiladigan moddalar.Ular kompleksometriyada k.t.ni o'rnatish uchun ishlatiladi. Indikatorli metall komplekslarining barqarorligi (In) mos keladigan kompleksonatlarga qaraganda kamroq, shuning uchun KTda komplekslar indikatorlarni metallar bilan komplekslardan siqib chiqaradi. Ekvivalent nuqtada rang o'zgarishi momentida = va shuning uchun pM = - lg K Mln , bu erda pM = - lg [M] deyiladi. indikatorning o'tish nuqtasi, K Mln - indikator bilan metall kompleksining barqarorlik konstantasi. Titrlash paytidagi xato ma'lum bir sonli ekanligi bilan bog'liq

Muhitning reaktsiyasi o'zgarganda rangini o'zgartiradigan moddalar indikatorlar - ko'pincha murakkab organik birikmalar - kuchsiz kislotalar yoki kuchsiz asoslar. Indikatorlar tarkibini sxematik tarzda NInd yoki IndOH formulalari bilan ifodalash mumkin, bunda Ind murakkab organik anion yoki indikator kation hisoblanadi.

Amalda ko'rsatkichlar uzoq vaqt davomida qo'llanilgan, ammo ularning harakatini tushuntirishga birinchi urinish 1894 yilda ion nazariyasini yaratgan Ostvald tomonidan qilingan. Bu nazariyaga ko'ra dissotsilanmagan indikator molekulalar va uning Ind ionlari eritmada turli rangga ega bo'ladi va eritma rangi indikator dissotsilanish muvozanatining holatiga qarab o'zgaradi. Masalan, fenolftalein (kislota indikatori) rangsiz molekulalar va qip-qizil anionlarga ega; metil apelsin (asosiy ko'rsatkich) - sariq molekulalar va qizil kationlar.

fenolftalein metil apelsin

HIndH + + Ind–IndOH
Ind + +OH-

rangsiz malina. sariq qizil

Le Chatelier printsipiga muvofiq o'zgarish muvozanatning o'ngga yoki chapga siljishiga olib keladi.

Keyinchalik paydo bo'lgan xromofor nazariyasiga (Hanch) ko'ra, indikatorlar rangining o'zgarishi organik birikma molekulasidagi atomlarning teskari joylashishi bilan bog'liq. Organik kimyoda bunday qayta tiklanish tautomerizm deyiladi. Agar strukturaning tautomer o'zgarishi natijasida organik birikma molekulasida xromoforlar deb ataladigan maxsus guruhlar paydo bo'lsa, u holda organik modda rangga ega bo'ladi. Xromoforlar - bu ultrabinafsha nurlanish zonasida elektromagnit tebranishlarning tanlab yutilishiga olib keladigan bir yoki bir nechta aloqalarni o'z ichiga olgan atomlar guruhlari. −N=N− , =C=S , −N=O kabi atomlar va bog‘lanishlarning guruhlari, quinoid tuzilmalar va boshqalar xromofor guruhlari vazifasini bajarishi mumkin.

Tautomerik transformatsiya xromofor tuzilishining o'zgarishiga olib kelganda, rang o'zgaradi; agar qayta tashkil etilgandan so'ng, molekulada xromofor bo'lmasa, rang yo'qoladi.

Zamonaviy g'oyalar ion-xromofor nazariyasiga asoslanadi, unga ko'ra ko'rsatkichlar rangining o'zgarishi ion shaklidan molekulyar shaklga o'tish bilan bog'liq va aksincha, ko'rsatkichlar tuzilishining o'zgarishi bilan birga keladi. . Shunday qilib, bitta va bir xil indikator turli xil molekulyar tuzilishga ega bo'lgan ikkita shaklda mavjud bo'lishi mumkin va bu shakllar bir-biriga aylanishi mumkin va eritmada ular o'rtasida muvozanat o'rnatiladi.

Misol tariqasida, gidroksidi va kislota eritmalari ta'sirida (turli pH qiymatlarida) tipik kislota-ishqor ko'rsatkichlari - fenolftalein va metil apelsin molekulalaridagi tarkibiy o'zgarishlarni ko'rib chiqishimiz mumkin.

Reaksiya, natijada fenolftalein molekulasining tuzilishini tautomerik qayta tashkil etish natijasida unda rang paydo bo'lishiga olib keladigan xromofor guruhi paydo bo'ladi, quyidagi tenglama bo'yicha davom etadi:

rangsiz rangsiz rangsiz

qip-qizil

Ko'rsatkichlar zaif elektrolitlar sifatida kichik dissotsiatsiya konstantalariga ega. Masalan, fenolftaleinning K d 2 ∙ 10 -10 va neytral muhitda ionlarning juda kam konsentratsiyasi tufayli u asosan uning molekulalari shaklida uchraydi, shuning uchun ham rangsiz qoladi. Ishqor qo'shilganda, fenolftaleinning H + -ionlari bog'lanadi, OH - gidroksidi ionlari bilan "kesiladi", suv molekulalarini hosil qiladi va indikator dissotsiatsiyaning muvozanat holati o'ngga - Ind - ionlari kontsentratsiyasining oshishi tomon siljiydi. Ishqoriy muhitda xinoid tuzilishga ega bo'lgan disodiy tuzi hosil bo'ladi, bu indikatorning rangini keltirib chiqaradi. Tautomerik shakllar orasidagi muvozanatning siljishi asta-sekin sodir bo'ladi. Shuning uchun indikatorning rangi darhol o'zgarmaydi, lekin aralash rang orqali anionlarning rangiga o'tadi. Ishqorni neytrallash bilan bir vaqtda bir xil eritmaga kislota qo'shilganda - H + -ionlarining etarli konsentratsiyasida - indikator dissotsilanishning muvozanat holati chapga, molarizatsiya tomon siljiydi, eritma yana rangsizlanadi.

Xuddi shunday, metil apelsin rangi ham o'zgaradi: metil apelsinning neytral molekulalari eritmaga sariq rang beradi, bu protonlanish natijasida xinoid tuzilishga mos keladigan qizil rangga aylanadi. Ushbu o'tish pH 4,4-3,1 oralig'ida kuzatiladi:

sariq Qizil

Shunday qilib, indikatorlarning rangi pH muhitiga bog'liq. Bunday ko'rsatkichlarning rang intensivligi ancha yuqori va eritmaning pH qiymatiga sezilarli ta'sir ko'rsata olmaydigan oz miqdordagi indikator kiritilganda ham aniq ko'rinadi.

Indikatorni o'z ichiga olgan eritma pH o'zgarganda rangini doimiy ravishda o'zgartiradi. Biroq, inson ko'zi bunday o'zgarishlarga juda sezgir emas. Ko'rsatkichning rangi o'zgarishi kuzatiladigan diapazon inson ko'zining rang idrokining fiziologik chegaralari bilan belgilanadi. Oddiy ko'rish bilan, ko'z bir rangning boshqa rang bilan aralashmasida mavjudligini faqat birinchi rangning hech bo'lmaganda chegara zichligi mavjud bo'lganda ajrata oladi: indikator rangining o'zgarishi faqat ko'rinishda seziladi. bir shaklning boshqasiga nisbatan 5-10 barobar ko'pligi bo'lgan hudud. HInd ni misol qilib olish va muvozanat holatini tavsiflash

Hind
H + + Ind-

mos keladigan konstanta

,

bu ko'rsatkich o'zining sof kislotali rangini ko'rsatadi, deb yozish mumkin, odatda kuzatuvchi tomonidan qo'lga, qachon

,

va sof ishqoriy rang at

Ushbu qiymatlar bilan belgilangan oraliqda indikatorning aralash rangi paydo bo'ladi.

Shunday qilib, kuzatuvchining ko'zi rangning o'zgarishini faqat muhitning reaktsiyasi taxminan 2 pH birligi oralig'ida o'zgarganda farqlaydi. Masalan, fenolftaleinda bu pH diapazoni 8,2 dan 10,5 gacha: pH = 8,2 da ko'z pushti rang paydo bo'lishining boshlanishini kuzatadi, u pH = 10,5 gacha kuchayadi va pH = 10,5 da qizil rangning ko'payishi kuzatiladi. rang allaqachon ko'rinmas. Ko'z indikator rangining o'zgarishini ajratib turadigan pH qiymatlarining bu diapazoni indikator rangining o'tish oralig'i deb ataladi. Metil apelsin uchun K D = 1,65 10 -4 va pK = 3,8. Bu shuni anglatadiki, pH = 3,8 da neytral va dissotsilangan shakllar taxminan teng konsentratsiyalarda muvozanatda bo'ladi.

Har xil ko'rsatkichlar uchun taxminan 2 birlik ko'rsatilgan pH diapazoni pH shkalasining bir hududiga tushmaydi, chunki uning pozitsiyasi har bir indikatorning dissotsilanish konstantasining o'ziga xos qiymatiga bog'liq: kislota HInd qanchalik kuchli bo'lsa, o'tish shunchalik kislotali bo'ladi. indikator oralig'i . Jadvalda. 18 eng keng tarqalgan kislota-baz ko'rsatkichlarining o'tish intervallari va ranglarini ko'rsatadi.

Eritmalarning pH qiymatini aniqroq aniqlash uchun filtr qog'oziga qo'llaniladigan bir nechta indikatorlarning murakkab aralashmasi ("Kolthoff universal indikatori" deb ataladi) ishlatiladi. Indikator qog'oz tasmasi tekshiriladigan eritmaga botiriladi, oq suv o'tkazmaydigan substrat ustiga qo'yiladi va chiziq rangi tezda pH uchun mos yozuvlar shkalasi bilan taqqoslanadi.

18-jadval

O'tish intervallari va turli xil muhitda rang berish

eng keng tarqalgan kislota-baz ko'rsatkichlari

PH ga qarab indikatorlarning rangi o'zgarishi

Kislota-asos ko'rsatkichlari - bu muhitning kislotaligiga qarab rangi o'zgarib turadigan birikmalar.

Misol uchun, lakmus kislotali muhitda qizil, ishqoriy muhitda ko'k rangga ega. Bu xususiyat eritmalarning pH qiymatini tezda baholash uchun ishlatilishi mumkin.

Kislota-asos ko'rsatkichlari kimyoda keng qo'llaniladi. Ma'lumki, masalan, kislotali va ishqoriy muhitda ko'pgina reaksiyalar turlicha boradi. PH ni sozlash orqali reaktsiya yo'nalishini o'zgartirish mumkin. Ko'rsatkichlar nafaqat sifat, balki eritmadagi kislota tarkibini miqdoriy baholash uchun ham qo'llanilishi mumkin (kislota-asos titrlash usuli).

Ko'rsatkichlardan foydalanish "sof" kimyo bilan cheklanmaydi. Atrof-muhitning kislotaliligi ko'plab ishlab chiqarish jarayonlarida, oziq-ovqat mahsulotlari sifatini baholashda, tibbiyotda va hokazolarda nazorat qilinishi kerak.

DA jadval 1 eng "mashhur" ko'rsatkichlar ko'rsatilgan va ularning neytral, kislotali va ishqoriy muhitda rangi qayd etilgan.

Metil apelsin

Fenolftalein

Aslida, har bir indikator rang o'zgarishi sodir bo'lgan o'z pH oralig'i bilan tavsiflanadi (o'tish oralig'i). Rangning o'zgarishi indikatorning bir shakli (molekulyar) boshqasiga (ionik) aylanishi tufayli sodir bo'ladi. Muhitning kislotaligi pasayganda (pH ortishi bilan) ion shaklining konsentratsiyasi ortadi, molekulyar shakl esa kamayadi. 2-jadvalda ba'zi kislota-asos ko'rsatkichlari va ularning tegishli o'tish diapazonlari keltirilgan.

INDIKATORLAR(lot. indikator - ko'rsatgichdan) - atrof-muhit tarkibini yoki kimyoviy reaktsiyaning borishini kuzatish imkonini beruvchi moddalar. Eng keng tarqalganlardan biri kislota-ishqor ko'rsatkichlari bo'lib, ular eritmaning kislotaligiga qarab rangini o'zgartiradi. Bu kislotali va ishqoriy muhitda indikator molekulalari boshqa tuzilishga ega bo'lganligi sababli sodir bo'ladi. Bunga misol fenolftaleinning umumiy indikatori bo'lib, u ilgari purgen deb ataladigan laksatif sifatida ham ishlatilgan. Kislotali muhitda bu birikma ajralmagan molekulalar shaklida bo'lib, eritma rangsiz, ishqoriy muhitda esa bir zaryadlangan anionlar shaklida bo'ladi va eritma qip-qizil rangga ega ( sm. ELEKTROLITIK DISSOSIYAlanish. ELEKTROLITLAR). Biroq, kuchli gidroksidi muhitda fenolftalein yana rangsiz bo'ladi! Bu indikatorning boshqa rangsiz shakli - uch zaryadlangan anion shaklida hosil bo'lishi tufayli sodir bo'ladi. Nihoyat, konsentrlangan sulfat kislota muhitida qizg'in bo'lmasa ham, yana qizil rang paydo bo'ladi. Uning aybdori fenolftalein kationidir. Bu kam ma'lum bo'lgan haqiqat atrof-muhitning reaktsiyasini aniqlashda xatolikka olib kelishi mumkin.

Kislota-baz ko'rsatkichlari juda xilma-xildir; ularning ko'pchiligiga osongina kirish mumkin va shuning uchun bir asrdan ko'proq vaqt davomida ma'lum. Bu rangli gullar, rezavorlar va mevalarning damlamalari yoki ekstraktlari. Shunday qilib, iris, pansies, lolalar, ko'katlar, böğürtlen, malina, qora smorodina, qizil karam, lavlagi va boshqa o'simliklardan tayyorlangan qaynatma kislotali muhitda qizil va ishqoriy muhitda yashil-ko'k rangga aylanadi. Borscht qoldiqlari bilan qozonni sabunlu (ya'ni gidroksidi) suv bilan yuvib tashlasangiz, buni ko'rish oson. Kislotali eritma (sirka) va gidroksidi eritma (ichimlik yoki yaxshiroq, yuvish soda) dan foydalanib, siz qizil yoki ko'k rangdagi turli xil rangdagi barglar ustiga yozuvlar qo'yishingiz mumkin.

Oddiy choy ham ko'rsatkichdir. Agar siz limon sharbatini tushirsangiz yoki limon kislotasining bir necha kristalini bir stakan kuchli choyga eritsangiz, choy darhol engilroq bo'ladi. Agar siz choyda pishirish sodasini eritib yuborsangiz, eritma qorayadi (albatta, bunday choyni ichmaslik kerak). Gullardan tayyorlangan choy (“karkade”) ancha yorqin ranglar beradi.

Ehtimol, eng qadimgi kislota-asos ko'rsatkichi lakmusdir. 1640 yilda botaniklar geliotropni (Heliotropium Turnesole) - bo'yoq ajratilgan quyuq binafsha gullari bo'lgan xushbo'y o'simlikni tasvirlashdi. Bu bo'yoq binafsharang sharbati bilan birga kimyogarlar tomonidan kislotali muhitda qizil, ishqoriy muhitda ko'k rangga ega bo'lgan indikator sifatida keng qo'llanila boshlandi. Buni 17-asrning mashhur fizigi va kimyogari Robert Boylning asarlarida o'qish mumkin. Dastlab, yangi indikator yordamida mineral suvlar tekshirildi va taxminan 1670 yildan boshlab ular kimyoviy tajribalarda foydalana boshladilar. 1694 yilda frantsuz kimyogari Per Pomet "Men ozgina kislota qo'shganimdan so'ng, "turnezol" haqida yozgan edi, "u qizil rangga aylanadi, shuning uchun agar kimdir biror narsada kislota borligini bilmoqchi bo'lsa, uni ishlatish mumkin." 1704 yilda nemis olimi M. Valentin bu bo'yoqni lakmus deb atagan, bu so'z frantsuz tilidan tashqari barcha Yevropa tillarida saqlanib qolgan, frantsuz tilida lakmus turnezol bo'lib, so'zma-so'z "quyoshdan keyin burilish" degan ma'noni anglatadi. Xuddi shu narsa, faqat yunon tilida. Tez orada lakmusni arzonroq xom ashyolardan, masalan, likenlarning ayrim turlaridan olish mumkinligi ma'lum bo'ldi.

Afsuski, deyarli barcha tabiiy ko'rsatkichlar jiddiy kamchilikka ega: ularning qaynatmalari tezda yomonlashadi - nordon yoki mog'orga aylanadi (alkogolli eritmalar barqarorroq). Yana bir kamchilik - rang o'zgarishining juda keng doirasi. Bunday holda, masalan, neytral muhitni ozgina kislotali yoki ozgina ishqoriyni kuchli ishqoriydan ajratish qiyin yoki imkonsizdir. Shuning uchun kimyoviy laboratoriyalarda juda tor pH chegaralarida rangini keskin o'zgartiradigan sintetik ko'rsatkichlar qo'llaniladi. Bunday ko'rsatkichlar juda ko'p va ularning har biri o'z qamroviga ega. Masalan, metil binafsha rangini 0,13 - 0,5 pH oralig'ida sariqdan yashil rangga o'zgartiradi; metil apelsin - qizil rangdan (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).

Laboratoriyalarda ko'pincha universal indikatorlar qo'llaniladi - eritmaning kislotaligi keng pH diapazonida o'zgarganda, kamalakning barcha ranglaridan o'tib, ularning eritmasi navbatma-navbat rangini o'zgartiradigan tarzda tanlangan bir nechta individual indikatorlarning aralashmasi (masalan, 1 dan 11 gacha). Qog'oz chiziqlari ko'pincha universal indikator eritmasi bilan singdiriladi, bu sizga eritma bilan namlangan chiziq rangini mos rang shkalasi bilan taqqoslash orqali tahlil qilinadigan eritmaning pH qiymatini tezda aniqlashga imkon beradi (juda yuqori aniqlik bilan bo'lmasa ham). .

Kislota-asos ko'rsatkichlaridan tashqari, boshqa turdagi ko'rsatkichlar ham qo'llaniladi. Shunday qilib, oksidlanish-qaytaruvchi indikatorlar eritmada oksidlovchi yoki qaytaruvchi moddalar mavjudligiga qarab rangini o'zgartiradi. Masalan, difenilaminning oksidlangan shakli binafsha, qaytarilgan shakli esa rangsizdir. Ba'zi oksidlovchi moddalar o'zlari indikator bo'lib xizmat qilishi mumkin. Masalan, reaksiya jarayonida temir (II) birikmalarini tahlil qilganda

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4? 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

qo'shilgan permanganat eritmasi eritmada Fe 2+ ionlari mavjud ekan, rangsiz bo'ladi. Permanganatning ozgina ortiqcha paydo bo'lishi bilan eritma pushti rangga ega bo'ladi. Iste'mol qilingan permanganat miqdori bo'yicha eritmadagi temir miqdorini hisoblash oson. Xuddi shunday, yodometriya usuli yordamida ko'plab tahlillarda yodning o'zi indikator bo'lib xizmat qiladi; tahlilning sezgirligini oshirish uchun kraxmal qo'llaniladi, bu esa yodning ozgina ortiqcha miqdorini aniqlash imkonini beradi.

Komplesonometrik ko'rsatkichlar keng qo'llaniladi - metall ionlari bilan rangli murakkab birikmalar hosil qiluvchi moddalar (ularning ko'pchiligi rangsiz). Misol tariqasida erioxrom qora T; ushbu murakkab organik birikmaning eritmasi ko'k rangga ega va magniy, kaltsiy va boshqa ba'zi ionlar ishtirokida qizg'in vino-qizil rangga bo'yalgan komplekslar hosil bo'ladi. Tahlil quyidagicha amalga oshiriladi: tahlil qilingan kationlarni va indikatorni o'z ichiga olgan eritmaga indikatorga nisbatan kuchliroq kompleks hosil qiluvchi vosita tomchilab qo'shiladi, ko'pincha Trilon B. Trilon barcha metall kationlarini to'liq bog'lashi bilanoq, u erda bo'ladi. qizildan ko'k rangga aniq o'tish bo'lishi. Qo'shilgan trilon miqdoridan eritmadagi metall kationlarining miqdorini hisoblash oson.

Boshqa turdagi ko'rsatkichlar ham ma'lum. Masalan, ba'zi moddalar cho'kindi yuzasida adsorbsiyalanadi, uning rangi o'zgaradi; bunday ko'rsatkichlar adsorbsiya deb ataladi. An'anaviy kislota-asos ko'rsatkichlari rangining o'zgarishini sezish deyarli mumkin bo'lmagan bulutli yoki rangli eritmalarni titrlashda lyuminestsent indikatorlar qo'llaniladi. Ular eritmaning pH qiymatiga qarab turli xil ranglarda porlaydi (floresan). Misol uchun, akridinning floresansi pH = 4,5 da yashil rangdan pH = 5,5 da ko'k rangga o'zgaradi; indikatorning yorqinligi eritmaning shaffofligi va ichki rangiga bog'liq emasligi muhimdir.

Ilya Leenson

Organik moddalarning xilma-xilligi orasida turli xil muhitda rang o'zgarishi bilan ajralib turadigan maxsus birikmalar mavjud. Zamonaviy elektron pH o'lchagichlar paydo bo'lgunga qadar indikatorlar atrof-muhitning kislota-ishqor ko'rsatkichlarini aniqlash uchun ajralmas "asboblar" bo'lib, laboratoriya amaliyotida analitik kimyoda yordamchi moddalar sifatida, shuningdek, zarur jihozlar mavjud bo'lmaganda qo'llanilishida davom etmoqda. .

Ko'rsatkichlar nima uchun?

Dastlab, bu birikmalarning turli muhitlarda rangni o'zgartirish xususiyati eritmadagi moddalarning kislota-ishqor xususiyatlarini vizual aniqlash uchun keng qo'llanilgan, bu nafaqat muhitning tabiatini aniqlashga, balki hosil bo'lgan moddalar haqida xulosa chiqarishga yordam berdi. reaksiya mahsulotlari. Laboratoriya amaliyotida moddalarning kontsentratsiyasini titrlash orqali aniqlash uchun indikatorli eritmalar qo'llanilishi davom etmoqda va zamonaviy pH o'lchagichlar mavjud bo'lmaganda doğaçlama usullardan foydalanishni o'rganishga imkon beradi.

Bir necha o'nlab bunday moddalar mavjud, ularning har biri juda tor hududga sezgir: odatda u informativlik shkalasi bo'yicha 3 balldan oshmaydi. Xromoforlarning xilma-xilligi va ularning o'zaro past faolligi tufayli olimlar laboratoriya va sanoat sharoitida keng qo'llaniladigan universal ko'rsatkichlarni yaratishga muvaffaq bo'lishdi.

Eng ko'p ishlatiladigan pH ko'rsatkichlari

Shunisi e'tiborga loyiqki, identifikatsiyalash xususiyatidan tashqari, bu birikmalar yaxshi bo'yash qobiliyatiga ega, bu ularni to'qimachilik sanoatida matolarni bo'yash uchun ishlatish imkonini beradi. Kimyodagi ko'p sonli rang ko'rsatkichlaridan eng mashhuri va ishlatiladiganlari metil apelsin (metil apelsin) va fenolftaleindir. Boshqa xromoforlarning aksariyati hozirgi vaqtda bir-biri bilan aralashgan holda yoki muayyan sintez va reaktsiyalar uchun ishlatiladi.

metil apelsin

Ko'pgina bo'yoqlar neytral muhitda asosiy ranglari uchun nomlanadi, bu ham ushbu xromoforga xosdir. Metil apelsin o'z tarkibida N = N guruhiga ega bo'lgan azo bo'yoq bo'lib, indikator rangining qizil rangga va ishqoriyda sariq rangga o'tishi uchun javobgardir. Azo birikmalarning o'zi kuchli asoslar emas, ammo elektron donor guruhlari (‒ OH, ‒ NH 2, ‒ NH (CH 3), ‒ N (CH 3) 2 va boshqalar) mavjudligi azotdan birining asosligini oshiradi. donor-akseptor printsipiga ko'ra vodorod protonlarini biriktira oladigan atomlar. Shuning uchun eritmadagi H + ionlari konsentratsiyasining o'zgarishi bilan kislota-ishqor indikatorining rangi o'zgarishini kuzatish mumkin.

Metil apelsin olish haqida ko'proq

Sulfanilik kislota C 6 H 4 (SO 3 H) NH 2 diazotizatsiyasi, so'ngra dimetilanilin C 6 H 5 N (CH 3) 2 bilan birikmasi bilan reaksiyada metil apelsin oling. Sulfanilik kislota natriy nitrit NaNO 2 qo'shib natriy gidroksidi eritmasida eritiladi va keyin 0 ° C ga yaqin haroratda sintezni amalga oshirish uchun muz bilan sovutiladi va xlorid kislota HCl qo'shiladi. Keyinchalik, HCl dagi dimetilanilinning alohida eritmasi tayyorlanadi, u sovutilganda birinchi probirkaga quyiladi, bo'yoq olinadi. U yana ishqorlanadi va eritmadan quyuq to'q sariq rangli kristallar cho'kadi, ular bir necha soatdan keyin filtrlanadi va suv hammomida quritiladi.

Fenolftalein

Bu xromofor o'z nomini uning sintezida ishtirok etadigan ikkita reagentning nomlari qo'shilishidan oldi. Indikatorning rangi malina (qizil-binafsha, malina-qizil) rangini olish bilan ishqoriy muhitda rangi o'zgarishi bilan ajralib turadi, eritma kuchli ishqorlanganda rangsiz bo'ladi. Fenolftalein muhitning pH darajasiga qarab bir necha shaklda bo'lishi mumkin va kuchli kislotali muhitda u to'q sariq rangga ega.

Bu xromofor rux xlorid ZnCl 2 yoki konsentrlangan sulfat kislota H 2 SO 4 ishtirokida fenol va ftalik angidridning kondensatsiyasidan olinadi. Qattiq holatda fenolftalein molekulalari rangsiz kristallardir.

Ilgari fenolftalein laksatiflarni yaratishda faol ishlatilgan, ammo o'rnatilgan kümülatif xususiyatlar tufayli asta-sekin uning qo'llanilishi sezilarli darajada kamaydi.

Litmus

Bu ko'rsatkich qattiq tashuvchilarda ishlatiladigan birinchi reagentlardan biri edi. Litmus - ma'lum turdagi likenlardan olingan tabiiy birikmalarning murakkab aralashmasi. U nafaqat muhitning pH ni aniqlash vositasi sifatida, balki vosita sifatida ham qo'llaniladi. Bu inson tomonidan kimyoviy amaliyotda qo'llanila boshlangan birinchi ko'rsatkichlardan biri: u suvli eritmalar yoki u bilan singdirilgan filtr qog'oz chiziqlari shaklida qo'llaniladi. Qattiq holatda lakmus engil ammiak hidli quyuq kukundir. Toza suvda eritilganda indikatorning rangi binafsha rangga, kislotalanganda esa qizil rangga aylanadi. Ishqoriy muhitda lakmus ko'k rangga aylanadi, bu esa uni muhit indikatorini umumiy aniqlash uchun universal ko'rsatkich sifatida ishlatishga imkon beradi.

Lakmus tarkibiy qismlarining tuzilmalarida pH o'zgarganda sodir bo'ladigan reaktsiyaning mexanizmi va tabiatini aniq aniqlash mumkin emas, chunki u 15 tagacha turli xil birikmalarni o'z ichiga olishi mumkin, ularning ba'zilari ajralmas faol moddalar bo'lishi mumkin, bu esa ularni murakkablashtiradi. kimyoviy va fizik xususiyatlarni individual o'rganish.

Universal indikator qog'ozi

Fanning rivojlanishi va indikator qog'ozlarining paydo bo'lishi bilan ekologik ko'rsatkichlarni belgilash ancha soddalashdi, chunki endi olimlar va sud-tibbiyot olimlari hali ham muvaffaqiyatli ishlatadigan har qanday dala tadqiqotlari uchun tayyor suyuq reagentlarga ega bo'lish shart emas edi. Shunday qilib, eritmalar universal indikator qog'ozlari bilan almashtirildi, ular keng ta'sir doirasi tufayli boshqa kislota-asos ko'rsatkichlaridan foydalanish zaruratini deyarli butunlay yo'q qildi.

Emprenye qilingan chiziqlar tarkibi ishlab chiqaruvchidan ishlab chiqaruvchiga farq qilishi mumkin, shuning uchun ingredientlarning taxminiy ro'yxati quyidagicha bo'lishi mumkin:

• fenolftalein (0-3,0 va 8,2-11);
• (di) metil sariq (2,9-4,0);
• metil apelsin (3,1-4,4);
• metil qizil (4,2-6,2);
• bromtimol ko'k (6,0-7,8);
• a-naftolftalein (7,3-8,7);
• timol ko'k (8,0-9,6);
• kresolftalein (8,2-9,8).

Paketda rang shkalasi standartlari mavjud bo'lib, ular muhitning pH qiymatini 0 dan 12 gacha (taxminan 14) bir butun son aniqligi bilan aniqlashga imkon beradi.

Boshqa narsalar qatorida, bu aralashmalar suvli va suvli-spirtli eritmalarda birgalikda ishlatilishi mumkin, bu esa bunday aralashmalardan foydalanishni juda qulay qiladi. Biroq, bu moddalarning ba'zilari suvda yomon eriydi, shuning uchun universal organik erituvchini tanlash kerak.

Kislota-asos ko'rsatkichlari o'z xususiyatlariga ko'ra fanning ko'plab sohalarida o'z qo'llanilishini topdi va ularning xilma-xilligi pH qiymatlarining keng doirasiga sezgir bo'lgan universal aralashmalarni yaratishga imkon berdi.