Выполнение эксперимента.
Получив раствор с неизвестным значением рН, сначала с помощью универсального бумажного индикатора определяют ориентировочное значение рН исследуемого раствора см. Табл.1
Таблица 1. Окраска универсального индикатора в зависимости от рН
рН
|
2.0 |
4.0 |
6.0 |
7.0 |
8.0 |
9.0 |
Окраска
|
красная |
Оранжев. |
Желтая |
Зелено-желтая |
Зеленая |
Сине-зеленая |
Это необходимо для решения вопроса правильного подбора подходящего индикатора и буферной смеси.
Индикатор выбирают так, чтобы область перехода его окраски приблизительно совпадала с рН исследуемого раствора (см. табл.2).
Таблица 2. Зоны перехода окраски индикаторов.
Индикатор |
рК |
Зона перемены окраски |
Окраска в кислоте |
Окраска в щелочи |
|
1.7 3.7 4.1
4.2
5.1
7.0
7.0
7.1
7.3
7.9
8.9
9.7 |
1.1-2.8 3.0-4.4 3.0-4.6
3.0-5.2
4.4-6.2
4.7-7.9
5.0-8.0
6.0-7.6
6.8-8.0
6.8-8.4
8.0-9.6
8.2-10.0 |
Красный Красный Желтый
Сине-фиолет.
Красный
Бесцветн.
Красный
Желтый
Красный
Желтый
Желтый
Бесцветн. |
Желтый Желтый Сине-фиолет. Красный
Желтый
Желтый
Синий
Синий
Янтарно-желтый
Красный
Синий
Малиновый |
Далее по таблицам 3 и 4 подбирают составы подходящих к этому индикатору буферных смесей.
Таблица3. Фосфатные буферные смеси
К Н2РО4- =1.6× 10-7 (рК = 7,2)
Монофосфат 1 / 15 М р-р ( 9,078 г КН2РО4 в1л )
Дифосфат 1/ 15 М р-р (11,876 г Na2НPO4 ×2Н2О в 1 л)
рН |
Монофосфат, V мл |
Дифосфат, V мл |
Индикатор |
Точка и зона перехода |
5.0 5.3 5.6 5.9
|
9.9 9.75 9.5 9.0 |
0.1 0.25 0.5 1.0 |
Метиловый красный |
рК=5,1
|
6.2 6.4 6.6 6.8 |
8.0 7.0 6.0 5.0 |
2.0 3.0 4.0 5.0 |
п-нитрофенол |
рК=7,0 рН=4,7-7,9 |
7.0 7.2 7.4 7.7 8.0 |
4.0 3.0 2.0 1.0 0.5 |
6.0 7.0 8.0 9.0 9.5 |
нейтральный красный |
рК=7,3 рН=6,87-8,0 |
8.3 8.7 9.2 |
0.25 0.1 - |
9.75 9.9 10.0 |
фенолфталеин |
рК=9,7 рН=8,2-10,0 |
рН=4,46-6,2
Таблица 4 Цитратные буферные смеси
К Н3С6Н5О7 =1.210-3 (рК = 3.13)
рН |
Na2НPO4 , Vмл 0,2 М р-ра |
Лимонная кислота,V мл 0,1 М р-р |
Индикатор |
Точка и зона перехода окраски |
2.2 2.4 2.6 2.8 |
0.2 0.62 1.09 1.59 |
9.8 9.38 8.91 8.41 |
Тимоловый синий |
рК = 1.7 рН = 1.1-2.8 |
3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 |
2.06 2.47 2.85 3.22 3.55 3.86 4.14 4.41 |
7.94 7.53 7.15 6.78 6.45 6.14 5.86 5.59 |
Бромфеноловый синий
Метиловый оранжевый |
рК = 4.1 рН = 3.0-4.6 (желт./сине-фиолет.) рК =3.7 рН= 3.0-4.4 (красн./желт.) |
4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 |
4.68 4.93 5.15 5.36 5.58 5.80 6.05 6.32 6.61 6.93 |
5.32 5.07 4.85 4.64 4.42 4.20 3.95 3.68 3.39 3.07 |
Метиловый красный
Бромкрезоловый пурпурный |
рК = 5.1 рН = 4.4-6.2 (красн.желт.)
рК = рН =5.2-6.8 (желт./син.) |
6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 |
7.28 7.73 8.24 8.7 9.07 9.37 9.58 9.73 |
2.72 2.27 1.76 1.3 0.91 0.63 0.42 0.27 |
Бромтимоловый синий
Нейтральный красный |
рК = 7.1 рН =6.0-7.6 (желт./син.)
рК = 7.3 рН =6.8-8.0 |
Приготовление стандартных (эталонных) растворов буферных смесей.
Пользуясь табл.3 и 4, в пробирках из одинакового стекла и одинаковой толщины готовят 5-6 эталонных растворов буферных смесей (по 10 мл каждой) с таким расчетом, чтобы предварительно найденное приблизительное значение рН исследуемого раствора попадало в середину выбранных значений рН буферных смесей.
На каждой пробирке помечают значение соответствующего рН.
Далее определяют более точное значение рН исследуемого раствора буферным методом.
С этой целью в пробирку с 10 мл исследуемого раствора и в пробирки с приготовленными эталонными буферными смесями добавляют одинаковое количество (5 капель) выбранного индикатора, хорошо перемешивают содержимое каждой пробирки и на фоне белой бумаги сравнивают окраску исследуемого раствора с цветной шкалой приготовленных эталонов.
рН исследуемой жидкости равен рН эталона, окраска которого совпадет с цветом исследуемого раствора.
Результаты эксперимента заносят в таблицу.
Обработка результатов эксперимента:
-
№ про-
бирки
Монофосфат, V мл
Дифосфат,
V мл
рН
Индикатор
рН
исследуемо-го раствора
В отчете приводят приближенное и точное значение рН буферного раствора, а также обоснование к выбору индикатора и состава буферных растворов.