Работа № 7 Определение рН воды и почвы

При определении рН по методу нейтрализации наиболее применимы индикаторы: метиловый оранжевый, метиловый красный, лакмус и фенолфталеин. Поведение их упрощенно объясняет ионная теория индикаторов.

Согласно этой теории, индикаторы - слабые органические кислоты (или слабые основания), у которых недиссоциированные молекулы и образуемые ими ионы имеют различную окраску. Поэтому они носят общее название кислотно-основных индикаторов.

Если обозначить молекулы фенолфталеина через HInd, а его анионы - через Ind^–, то уравнение диссоциации имеет вид:

HInd  H⁺ + Ind ‾.

бесцветный малиновый

Если к этому раствору прибавить какую-нибудь сильную кислоту (или внести фенолфталеин в раствор кислоты), равновесие диссоциации его сместится влево, Н⁺-ионы сильной кислоты почти полностью свяжут окрашенные ионы Ind ^– в бесцветные молекулы HInd, и раствор обесцветится. Если же к раствору фенолфталеина прибавить щелочь (или внести фенолфталеин в раствор щелочи), то ее ОН^–-ионы будут связывать Н⁺-ионы фенолфталеина, равновесие сместится вправо, в сторону увеличения ионов Ind ^–, и раствор окрасится в малиновый цвет.

Каждый индикатор меняет окраску раствора в определенном, характерном для него интервале значений рН, который называется областью перехода индикатора. Так, в присутствии фенолфталеина раствор бесцветен при рН ≤ 8, а при рН ≥ 10 имеет интенсивно-малиновую окраску. Область перехода фенолфталеина лежит в интервале рН, равном 8 - 10, т.е. в щелочной среде.

На рис.4 показано изменение окраски метилового оранжевого и фенолфталеина при различных значениях рН.

Рис.4. Окраска метилового оранжевого и фенолфталеина при различных значениях рН. - область перехода индикатора

Д

ля приблизительного определения pH удобно пользоваться так называемым универсальным индикатором, представляющим собой смесь нескольких индикаторов, изменяющих окраску раствора в широком интервале рН. Бумага, пропитанная универсальным индикатором, называется универсальной индикаторной бумагой. К пачке такой бумаги прилагается цветная шкала, показывающая, какие окраски принимает индикаторная бумага при различных величинах рН нанесенного на нее раствора.

Оборудование и реактивы

Индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый, метиловый красный, универсальная индикаторная бумага.

Растворы: соляной кислоты (0,1 н, 1 н); гидроксида натрия (0,1 н, 1 н).

Иономер.

Буферные растворы с номинальными значениями рН = 1,65; 4,01; 9,18.

Электрод ионоселективный стеклянный.

Электрод сравнения хлоридсеребряный.

Стаканы стеклянные на 100, 250 мл.

Пробирки 10 шт.

Фильтровальная бумага.

А. Определение рН воды с применением индикаторов

Для определения рН в кислой и щелочной средах наиболее часто применяют четыре индикатора: метиловый оранжевый, метиловый красный, лакмус и фенолфталеин. Наблюдения проведите в сильнокислой и сильнощелочной средах, чтобы в первом случае рН был заведомо ниже, а во втором - заведомо выше рН области перехода указанных индикаторов. Для этого в четыре пронумерованные пробирки внесите по 10 капель 0,1 н раствора соляной кислоты; в другие четыре пробирки, пронумерованные теми же номерами, - такой же объем 0,01 н раствора гидроксида калия. После этого в пробирки с кислотой и щелочью добавьте по 1 капле индикатора метилового оранжевого, метилового красного, лакмуса (5 капель) и фенолфталеина.

Наблюдения по изменению окраски индикаторов в кислой и щелочной средах запишите в форму табл.7, где уже указаны интервалы рН области перехода каждого индикатора и его окраска в этой области.

Форма таблицы 7