Индикаторы Кислотно-основные индикаторы

В титриметрическом методе анализа для определения конца титрования (точки эквивалентности) применяют индикаторы.

В методе кислотно-основного взаимодействия с этой целью используют такие вещества, окраска которых меняется в кислой и щелочной среде. Их называют кислотно-основные индикаторы или рН-индикаторы.

Кислотно-основные индикаторы представляют собой слабые органические кислоты или основания, протонированные и непротанированные формы которых различаются по структуре и окраске. Существуют одноцветные (например, фенолфталеин) и двуцветные (например, метиловый оранжевый) индикаторы. Окраска каждого из индикаторов изменяется в пределах определенного узкого интервала значений рН, его называют интервале значений рН, его называют интервале перехода окраски индикатора. Для двуцветных индикаторов он рассчитывается по формуле:

∆рН=рК_и±1,

где К_и – константа диссоциации индикатора.

В пределах интервала перехода наиболее резко изменение индикатора наблюдается при определенном значении рН, которое называется показателем титрования и обозначается рТ. Величина рТ находится приблизительно в середине интервала перехода и фактически отождествляется м рК_и.

Выбирают индикатор для титрования так, чтобы интервал перехода окраски индикатора (или рТ) ближе всего совпадал бы с рН титруемого раствора в точке эквивалентности. Поэтому для правильного выбора индикатора необходимо проследить характер кривой титрования, величину скачка титрования и установить рН, соотвествующее точке эквивалентности.

Для сужения интервала перехода и получения более резкого перехода окраски применяют смешанные индикаторы, которые составляют из индикатора и красителя. При определенном значении рН цвет красителя является дополнительным к цвету индикатора. В результате в этой точке окраска будет серой, а переход от окрашенного раствора к серому – контрастным.

Так как в кислотно-основных титрованиях обычно в качестве титранта применяют либо сильную кислоту, либо сильное основание, при выборе индикатора для титрования кислот и оснований можно пользоваться следующими общими указаниями:

1. При титровании сильных кислот и оснований (~0,1 н.) можно применять любой индикатор с рН интервала перехода в пределах 4,3 – 9,7 (от метилового оранжевого до фенолфталеина). При титровании более концентрированных растворов, чем 0,1 н., можно применять любой индикатор с рН интервала перехода 3,3 – 10,7.

2. При титровании слабой кислоты сильным основанием конец титрования наблюдается в интервалах рН=7,74 – 10. В этих случаях можно использовать, например, индикаторы: феноловый красный, тимоловый голубой, фенолфталеин, тимолфталеин.

3. При титровании слабого основания сильной кислотой конец титрования наблюдается в интервале рН=6,26-4. В этих случаях применяют, например, индикаторы: п-нитрофенол, метиловый красный, метиловый оранжевый.

4. При титровании многоосновных кислот или многокислотных оснований нужно рассчитать значения рН для каждой точки эквивалентности и подобрать соответствующие индикаторы. Например, при титровании фосфорной кислоты первая точка эквивалентности соответствует рН=4,33; вторая – 9,57; третья – 12,72. Следовательно, для титрования до NaH₂PO₄ нужно применять метиловый оранжевый, до Na₂HPO₄ – фенолфталеин, до Na₃PO₄ – тимоловый голубой.

Наиболее широко применяемые в кислотно-основном титровании индикаторы и интервалы их перехода представлены далее.