Индикаторы. Общая характеристика. Классификация.
Индикатором (лат. indicator - указатель) называется вещество, видимо изменяющее свои свойства (окраску, люминесценцию, растворимость) при изменении концентрации какого-либо компонента в растворе. У правильно выбранного индикатора изменение окраски должно происходить в точке эквивалентности или вблизи неё.
Когда индикатор вводят в титруемый раствор, он называется внутренним. Иногда, во время титрования отбирают каплю титруемого раствора и помещают ее на индикаторную бумагу. Такого рода индикаторы называют внешними.
Индикатор может представлять собой обратимую систему, изменяющуюся в ту или иную сторону по мере изменения того или иного физико-химического параметра (концентрация опр-го в-ва, pH з-ра, ОВ св-ва). Такого рода индикаторы называют обратимыми (относят кислотно-основные индикаторы). Имеются также необратимые индикаторы, с помощью которых возможно наблюдать КТТ только один раз, что обуславливается необратимым изменением химического состава и строения индикатора (относят ОВ индикаторы).
Для повышения контрастности изменения окраски используют смешанные и контрастные индикаторы.
Смешанный индикатор состоит из двух индикаторов, имеющих примерно одинаковый интервал перехода окраски, причём окраска одного из индикаторов является дополнительной для другого. Один индикатор поглощает электромагнитное излучение видимого диапазона с такими длинами волн, которые не поглощает другой индикатор. В результате смесь поглощает часть проходящего через неё светового излучения во всём видимом диапазоне и поэтому кажется серой.
Контрастный индикатор «работает» по такому же принципу, что и смешанный, однако, вместо второго индикатора используется вещество, окраска которого не зависит от рН.
Смеси из трёх и более индикаторов называются универсальными индикаторами. Универсальные индикаторы обычно используют для количественного определения рН.
Индикаторы для кислотно-основного титрования. Теория поведения индикаторов. Ошибки титрования. Кривые титрования.
Кислотно-основные индикаторы - слабые органические кислоты или основания, кислотная (протонированная) и основная формы которых отличаются по окраске или флуоресценции, т.е. вещества, окраска или флуоресценция которых зависят от рН.
В качестве кислотно-основных индикаторов при титровании в водных растворах наиболее широко используются:
Требования, предъявляемые к кислотно-основным индикаторам :
должны обладать интенсивной окраской.
Изменение окраски должно быть контрастным .
Интервал перехода окраски должен быть узким, а процесс изменения окраски обратимым.
Кривая титрования - график зависимости параметра системы, связанного с концентрацией титруемого вещества, титранта или продукта реакции, от степени протекания процесса титрования (например, от количества добавленного титранта).
По оси абсцисс при построении кривых титрования обычно откладывают объём добавленного стандартного раствора титранта или степень оттитрованности (f).
На оси ординат, в случае кривых титрования для кислотно-основного титрования, откладывают значение рН раствора.
В зависимости от определяемого вещества и титранта различают 4 основных случая кислотно-основного титрования и, соответственно, 4 типа кривых титрования:
титрование сильной кислоты сильным основанием,
титрование сильного основания сильной кислотой,
титрование слабой кислоты сильным основанием,
титрование слабого основания сильной кислотой.
В любой кривой титрования можно условно выделить 4 участка:
исходная точка;
участок до скачка титрования;
скачок титрования, включая точку эквивалентности;
участок после скачка титрования.
Скачком титрования называется участок кривой титрования, соответствующий резкому изменению свойств системы (в случае кислотно-основного титрования - резкому изменению рН) вблизи точки эквивалентности (обычно в интервале значений степени оттитрованности 0,999 - 1,001).
Методика титриметрического анализа многостадийна, погрешности могут возникать на любой стадии её проведения. В зависимости от причины возникновения погрешности могут быть:
К появлению систематических погрешностей в титриметрических методах анализа может приводить:
использование неверно градуированной посуды;
неправильная техника титрования (слишком быстрое добавление титранта);
неточное считывание объёма титранта, израсходованного для титрования;
несовпадение точки эквивалентности и рТ индикатора.
Погрешности, обусловленные несовпадением точки эквивалентности и рТ индикатора, называются индикаторными.
Индикаторные погрешности в кислотно-основном титровании удобно разделить на 4 вида:
Водородная индикаторная погрешность может возникнуть при недотитровании сильной кислоты (отрицательная) либо когда сильная кислота используется в качестве титранта и добавлена в избытке (положительная).
Если концентрации титруемого вещества и титранта одинаковы, то Vконечн = 2V0, тогда
Гидроксидная погрешность может возникнуть при недотитровании сильного основания (отрицательная) либо в том случае, когда сильное основание используется в качестве титранта и добавлено в избытке (положительная).
Кислотная и основная индикаторные погрешности могут быть только отрицательными.
Величина кислотной погрешности представляет собой молярную долю неоттитрованной кислоты.
Если
,
то
Формула для расчёта основной погрешности выводится аналогичным образом и выглядит следующим образом
или в упрощённом виде
