Οξύ - βασικοί δείκτες. Δείκτης υδρογόνου για διάφορα περιβάλλοντα διαλύματος Χρώμα δεικτών σε διάφορα περιβάλλοντα

ΦΥΤΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ ΣΤΟ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Πάβλοβα Σαργκυλάνα

Makarova Victoria

τάξη 9 «Β», MBOU «Vilyui Secondary School No. 1 με το όνομα G.I. Chiryaev" Vilyuisk Republic of Sakha (Γιακουτία)

Πέτροβα Άννα Προκόπιεβνα

επιστημονικός επόπτης, δάσκαλος της υψηλότερης κατηγορίας, καθηγητής χημείας του Γυμνασίου Νο. 1 του Vilyui με το όνομα G.I. Chiryaeva», Vilyuysk

Οι δείκτες είναι χημικές ουσίες των οποίων το χρώμα αλλάζει ανάλογα με το pH του περιβάλλοντος. Indicator σημαίνει «δείκτης» στα λατινικά.

Στα μαθήματα χημείας χρησιμοποιούμε δείκτες όπως λακκούβα, φαινολοφθαλεΐνη, μεθυλοπορτοκάλι, οι οποίοι αλλάζουν χρώμα ανάλογα με το περιβάλλον του διαλύματος. Οι χυμοί και τα αφεψήματα από έντονα χρωματιστά μούρα, φρούτα και λουλούδια έχουν επίσης τις ιδιότητες των δεικτών οξέος-βάσης, δηλαδή αλλάζουν χρώμα όταν αλλάζει η οξύτητα του περιβάλλοντος.

Συνάφεια: η χρήση δεικτών οξέος-βάσης από τους καρπούς των φυτών που αναπτύσσονται στη Γιακουτία για τον προσδιορισμό της αντίδρασης του περιβάλλοντος.

Στόχος της εργασίας : λήψη φυτικών δεικτών από φυσικές πρώτες ύλες.

Καθήκοντα:

· Μελετήστε τη βιβλιογραφία, εξοικειωθείτε με τις μεθόδους παρασκευής σπιτικών δεικτών από τους καρπούς των φυτών που αναπτύσσονται στην περιοχή μας.

· αποκτήστε πειραματικά ένα σύνολο δεικτών.

· μελέτη της συμπεριφοράς των φυτικών δεικτών σε διάφορα περιβάλλοντα.

· Διεξαγωγή μελέτης για τον προσδιορισμό του περιβάλλοντος διαλυμάτων απορρυπαντικών περιποίησης μαλλιών.

Αντικείμενο μελέτης: φυσικά φυτά με οξεοβασικές ιδιότητες δείκτη.

Υπόθεση: διαλύματα φυτικών δεικτών μπορούν να παρασκευαστούν ανεξάρτητα και να χρησιμοποιηθούν στο σχολικό εργαστήριο.

Μέθοδοι και τεχνικές εργασίας:

· Εξοικείωση με την πειραματική μεθοδολογία.

· προετοιμασία λύσεων δεικτών από φυσικές πρώτες ύλες.

· μελέτη αλλαγών στο χρώμα των φυσικών δεικτών ανάλογα με το περιβάλλον.

· ακολουθήστε τους κανόνες ασφαλείας κατά τη διάρκεια χημικών πειραμάτων.

2. πειραματικό μέρος

2.1. Προσδιορισμός περιβάλλοντος λύσης με τεχνητούς δείκτες

Στόχος: ν Παρατηρήστε την αλλαγή στο χρώμα των διαλυμάτων οξέων, αλκαλίων και αλάτων με τεχνητά συντιθέμενους δείκτες.

Αντιδραστήρια: διάλυμα υδροχλωρικού οξέος HCl, διάλυμα υδροξειδίου του καλίου KOH, διάλυμα ανθρακικού καλίου K2CO3, διάλυμα χλωριούχου νατρίου NaCl, διάλυμα χλωριούχου αργιλίου AlCl3.

Στο εργαστήριο χημείας του σχολείου είναι διαθέσιμοι οι ακόλουθοι τεχνητοί δείκτες: φαινολοφθαλεΐνη, μεθυλοπορτοκάλι και λίθος. Τα εξετάσαμε για αλλαγές χρώματος σε ουδέτερα, όξινα και αλκαλικά περιβάλλοντα.

Τραπέζι 1.

Αλλαγή χρώματος δεικτών σε διαλύματα

	δείκτης
	Φαινολοφθαλεΐνη	Αχρωμος	Βατόμουρο	Βατόμουρο	Αχρωμος	Αχρωμος
		Μωβ
	Πορτοκαλί μεθυλίου	Πορτοκάλι

Από τον Πίνακα 1 φαίνεται ότι όλοι οι δείκτες αλλάζουν το χρώμα τους: σε όξινο περιβάλλον σε κόκκινο (εκτός από τη φαινολοφθαλεΐνη). στο ουδέτερο έχουν το φυσικό τους χρώμα, αλλά στο αλκαλικό το χρώμα ποικίλλει πολύ. Η φαινολοφθαλεΐνη αλλάζει το χρώμα του διαλύματος σε βυσσινί, η λακκούβα σε μπλε και το μεθυλοπορτοκαλί σε κίτρινο.

2.2. Μέθοδοι προετοιμασίας φυτικών δεικτών

Πρόοδος:

Για να προετοιμάσετε τους δείκτες των φυτών, πάρτε 25 g πρώτων υλών, αλέστε τις, προσθέστε 100 ml νερό και βράστε για 1-2 λεπτά. Τα προκύπτοντα αφεψήματα ψύχθηκαν και διηθήθηκαν. Για να αποφευχθεί η αλλοίωση, προστέθηκε αλκοόλη στο προκύπτον διήθημα σε αναλογία 2:1. Ετοιμάσαμε δείκτες από lingonberries, cranberries, raspberries, blueberries, blueberries, φράουλες και φρούτα τεύτλων.

2.3. Προσδιορισμός του περιβάλλοντος λύσης με χρήση δεικτών εγκατάστασης.

Αποτελέσματα έρευνας:

Για τη μελέτη των αλλαγών στο χρώμα των φυσικών δεικτών σε διαφορετικά περιβάλλοντα, ελήφθησαν αρκετές σταγόνες από έναν δείκτη φυτού με μια πιπέτα και εναλλάξ προστέθηκαν σε διαλύματα υδροχλωρικού οξέος, υδροξειδίου του καλίου, χλωριούχου νατρίου, ανθρακικού καλίου και χλωριούχου αργιλίου. Τα αποτελέσματα όλων των πειραμάτων δίνονται στον πίνακα.

Πίνακας 2.

Αλλαγές στο χρώμα των φυσικών δεικτών σε διαφορετικά περιβάλλοντα

		Φυσικό χρώμα indica	Χρωματισμός σε ουδέτερο περιβάλλον	Χρωματισμός σε αλκαλικό μέσο (διάλυμα ΚΟΗ)	Χρωματισμός σε αλκαλικό μέσο (διάλυμα K 2 CO 3)	Χρωματισμός σε όξινο περιβάλλον	Χρωματισμός σε όξινο περιβάλλον
	Μούρο Lingonberry	φωτεινό κόκκινο	δεν αλλάζει				βιολέτα
	Βατόμουρο	κόκκινο-βατόμουρο					βιολέτα
	κράνμπερι
	Μυρτιλός	φωτεινό κόκκινο					βιολέτα
	φράουλα	πορτοκάλι			πορτοκάλι	πορτοκάλι	πορτοκάλι
	Μυρτιλός	φωτεινό κόκκινο					βιολέτα
	Φρούτα τεύτλων					δεν αλλάζει

Από τον Πίνακα 2 φαίνεται ότι όλα τα αντικείμενα που επιλέξαμε αλλάζουν το φυσικό τους χρώμα ανάλογα με την οξύτητα του περιβάλλοντος. Αυτό παρατηρείται πολύ καλά στα μούρα, τα σμέουρα, τα βατόμουρα, τα βακκίνια, τις φράουλες, τα παντζάρια, ένα έντονο κόκκινο αφέψημα μούρων και φρούτων των οποίων σε όξινο περιβάλλον γίνονται ροζ-κόκκινο-ιώδες και σε αλκαλικό περιβάλλον - κίτρινο-ανοιχτό πράσινο.

Συμπέρασμα: τα μούρα των φυτών έχουν όξινο περιβάλλον, επομένως το χρώμα του διαλύματος σε όξινο περιβάλλον δεν αλλάζει, το χρώμα παραμένει κόκκινο. Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον, τα διαλύματα γίνονται κίτρινα σε πράσινα. Από τους καρπούς των φυτών, οι καρποί τεύτλων είναι καλοί δείκτες· λαμβάνονται έντονα χρώματα διαλυμάτων.

2.4. Προετοιμασία εγγράφων δεικτών.

Χρησιμοποιώντας διηθητικό χαρτί και εκχυλίσματα από φυτικούς δείκτες, ετοιμάσαμε χαρτιά δεικτών. Η μέθοδος παρασκευής είναι πολύ απλή: ένα διάλυμα από το εκχύλισμα του δείκτη φυτού εφαρμόζεται σε διηθητικό χαρτί με τη χρήση πιπέτας, στεγνώνει και η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά.

Η αλλαγή στο χρώμα των εμποτισμένων ενδεικτικών χαρτιών σε διαφορετικά περιβάλλοντα αντιστοιχεί στην αλλαγή του χρώματος ενός εκχυλίσματος ενός παρόμοιου φυτικού δείκτη.

2.5. Προσδιορισμός του περιβάλλοντος των διαλυμάτων απορρυπαντικών.

Αντιδραστήρια: φυτικοί δείκτες, διαλύματα σαμπουάν: Absolut, Special series (μπύρα), Head and shoulders, Tar, Clear vita abe.

Πρόοδος: Θα διαλύσουμε κάθε υπό μελέτη απορρυπαντικό στο νερό και θα το χωρίσουμε σε πέντε μέρη. Τους προσθέτουμε μια σταγόνα φυσικών δεικτών. Σε καθένα από αυτά, οι δείκτες άλλαξαν χρώμα. (Πίνακας 3).

Πίνακας 3.

Αλλαγή χρώματος φυσικών δεικτών σε διαλύματα απορρυπαντικών

	Πρώτες ύλες για την προετοιμασία του δείκτη	Φυσικό χρώμα indica		Κεφάλι και ώμοι	Degtyarnaya		Ειδική σειρά (μπύρα)
	Μούρο Lingonberry	φωτεινό κόκκινο
	Βατόμουρο	το κόκκινο-
	κράνμπερι
	Μυρτιλός	φωτεινό κόκκινο			γαλάζιο
	φράουλα	πορτοκάλι
	Μυρτιλός	φωτεινό κόκκινο
	Φρούτα τεύτλων		πορτοκάλι	πορτοκάλι		πορτοκάλι

Συμπεράσματα από τη μελέτη:

1. Όλοι οι δείκτες: σπιτικό και εργοστασιακό χαρτί γενικής χρήσης, έδειξαν την κατάλληλη φύση του περιβάλλοντος σε όλα τα δοκιμασμένα μέσα.

2. Το ανθρώπινο δέρμα έχει ένα ελαφρώς όξινο περιβάλλον. Για την προστασία του δέρματος και των μαλλιών από τις αρνητικές επιπτώσεις των απορρυπαντικών, πρέπει να έχουν τιμή που να αντιστοιχεί στην τιμή του pH της επιδερμίδας. Τα σαμπουάν μαλλιών έχουν ένα ελαφρώς όξινο περιβάλλον, το οποίο πληροί τις απαιτήσεις υγιεινής για αυτά τα προϊόντα. Σύμφωνα με τις μελέτες μας για σαμπουάν από διαφορετικούς κατασκευαστές, τα σαμπουάν αντιστοιχούν γενικά σε τυπικούς δείκτες, αλλά το σαμπουάν Clear vita abe είναι πιο όξινο από άλλα σαμπουάν. Τη δεύτερη θέση όσον αφορά την οξύτητα καταλαμβάνει το σαμπουάν Absolut και την τρίτη θέση το σαμπουάν Degtyarnaya.

Συμπέρασμα:

Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο λήψης φυτικών δεικτών στο σχολικό εργαστήριο, καταλήξαμε στα ακόλουθα συμπεράσματα:

1. Η λυχνία, το μεθυλοπορτοκάλι και η φαινολοφθαλεΐνη είναι οι οξεοβασικοί δείκτες που χρησιμοποιούνται συχνότερα στο σχολείο. Αλλάζοντας το χρώμα τους, μπορεί κανείς να κρίνει όχι μόνο την αντίδραση του μέσου, αλλά και να προσδιορίσει με ακρίβεια το pH του διαλύματος.

2. Οι φυτικοί δείκτες έχουν αρκετά υψηλή ευαισθησία, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες οξέος-βάσης για τον προσδιορισμό του περιβάλλοντος διαλυμάτων σε σχολικό εργαστήριο κατά τη διάρκεια ενός μαθήματος επιλογής, σε λέσχες χημείας, καθώς και για τον προσδιορισμό της οξύτητας του εδάφους ενός περιοχή.

Παράρτημα Νο. 1

Εικόνα 1. Για να μελετήσουμε την αλλαγή χρώματος των φυσικών δεικτών, πήραμε μερικές σταγόνες από έναν σπιτικό δείκτη με μια πιπέτα και τις προσθέσαμε εναλλάξ σε διαλύματα χλωριούχου νατρίου, υδροξειδίου του καλίου, ανθρακικού καλίου, υδροχλωρικού οξέος και χλωριούχου αργιλίου

Εικόνα 2. Σύνολο προετοιμασμένων δεικτών φυτών

Εικόνα 3. Γενική άποψη των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν

Εικόνα 4. Έτοιμοι δείκτες χαρτιού

Εικόνα 5. Αλλαγή στο χρώμα των ενδείξεων χαρτιού σε διαφορετικά περιβάλλοντα

Βιβλιογραφία:

1. Μεγάλο εγκυκλοπαιδικό λεξικό - 2η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον - Μ.: «Μεγάλη Ρωσική Εγκυκλοπαίδεια» Αγία Πετρούπολη: «Norint», 2001.

2. Olgin O., Experiments without explosions./ O. Olgin. - Μ.: Χημεία, 1986.

3. Semenov P.P. «Δείκτες από τοπικό φυτικό υλικό», «Η Χημεία στο σχολείο», 1984, Αρ. 1, σελ. 73.

4. Stepin S.S., Alikberova L.Yu. Διασκεδαστικές εργασίες και θεαματικά πειράματα στη χημεία, Μ.: «Δρόφα», 2002.

ΔΕΙΚΤΕΣ(Όψιμη λατ. δείκτης - δείκτης), χημικό. ουσίες που αλλάζουν χρώμα, φωταύγεια ή σχηματίζουν ίζημα όταν αλλάζει η συγκέντρωση μιας ουσίας. συστατικό στο διάλυμα. Υποδείξτε μια συγκεκριμένη κατάσταση του συστήματος ή τη στιγμή που επιτυγχάνεται αυτή η κατάσταση. Υπάρχουν αναστρέψιμοι και μη αναστρέψιμοι δείκτες. Μια αλλαγή στο χρώμα του πρώτου όταν αλλάζει η κατάσταση του συστήματος (για παράδειγμα, φαινολοφθαλεΐνη όταν αλλάζει το pH του μέσου). επαναλαμβάνεται πολλές φορές. Οι μη αναστρέψιμοι δείκτες υπόκεινται σε μη αναστρέψιμη χημεία. μετασχηματισμοί, για παράδειγμα, αζω ενώσεις κατά την οξείδωση με ιόντα BrO 3 - καταστρέφονται. Οι δείκτες που εισάγονται στην υπό μελέτη λύση καλούνται. εσωτερική, σε αντίθεση με την εξωτερική, η διαδικασία με την οποία πραγματοποιείται εκτός του αναλυόμενου μείγματος. Στην τελευταία περίπτωση, ένα ή περισσότερα. Οι σταγόνες του αναλυόμενου διαλύματος τοποθετούνται σε ένα κομμάτι χαρτί εμποτισμένο σε δείκτη ή αναμειγνύονται σε ένα λευκό πορσελάνινο πιάτο με μια σταγόνα δείκτη.ΚΑΙ Οι δείκτες χρησιμοποιούνται συχνότερα για τον προσδιορισμό του τέλους ενός πληθυσμού. χημ. συνοικίες, κεφ. αρ. τελικό σημείο ογκομέτρησης (t.t.t.). Σύμφωνα με την τιτρομετρική Οι μέθοδοι κάνουν διάκριση μεταξύ οξέος-βάσης, προσρόφησης, οξείδωσης-αναγωγής. και πολυσύνθετο. δείκτες. είναι ενώσεις p-rime org, οι οποίες αλλάζουν το χρώμα ή τη φωταύγεια τους ανάλογα με τη συγκέντρωση των ιόντων Η+ (pH του περιβάλλοντος). Appl. για τον καθορισμό του άκρου του διαλύματος μεταξύ ενώσεων και βάσεων (συμπεριλαμβανομένης της τιτλοδότησης οξέος-βάσης) ή άλλων διαλυμάτων εάν περιλαμβάνουν ιόντα Η+, καθώς και για χρωματομετρία. προσδιορισμός του pH των υδατικών διαλυμάτων. Ναΐμπ. σημαντικοί δείκτες οξέος-βάσης δίνονται στον πίνακα. 1. Ο λόγος για την αλλαγή του χρώματος των δεικτών είναι ότι η προσθήκη ή η δωρεά πρωτονίων από τα μόριά του σχετίζεται με την αντικατάσταση ορισμένων χρωμοφόρων ομάδων από άλλες ή με την εμφάνιση νέων χρωμοφόρων ομάδων. Εάν ο δείκτης έχει ασθενή τιμή Hin, τότε στο υδατικό διάλυμα υπάρχει μια ισορροπία: Hin + H 2 OΔ Σε - + H 3 O + . Εάν ο δείκτης είναι ασθενής βάσης In, τότε: In + H 2 O D Hin + + OH - . Σε γενική μορφή μπορούμε να γράψουμε: Σε α + Η 2 Ορε Στο b + H 3 O +, όπου στο a και στο b - αντίστοιχα. όξινες και βασικές μορφές του δείκτη, οι οποίες έχουν διαφορετικό χρώμα. Η σταθερά ισορροπίας αυτής της διαδικασίας είναι K ln = / ονομάζεται. σταθερά δείκτη. Το χρώμα του διαλύματος εξαρτάται από την αναλογία /, η οποία καθορίζεται από το pH του διαλύματος.

Πιστεύεται ότι το χρώμα μιας μορφής του δείκτη είναι αισθητό εάν η συγκέντρωσή του είναι 10 φορές υψηλότερη από τη συγκέντρωση της άλλης μορφής, δηλ. αν ο λόγος / = /K ln είναι 0,1 ή 10. Σημειώνεται αλλαγή στο χρώμα του δείκτη στην περιοχή pH = pK ln b 1, η οποία ονομάζεται. διάστημα μετάβασης δείκτη. Αλλαγή στο μέγ. σαφώς όταν = και K ln = [H 3 O] +, δηλ. σε pH = pK ln. Η τιμή pH στην οποία συνήθως τελειώνει η τιτλοδότηση ονομάζεται. δείκτης τιτλοδότησης pT. Οι δείκτες ογκομέτρησης επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε το διάστημα μετάβασης χρώματος να περιλαμβάνει την τιμή pH που πρέπει να έχει το διάλυμα στο σημείο ισοδυναμίας. Συχνά αυτή η τιμή pH δεν συμπίπτει με το pH του δείκτη που χρησιμοποιείται, γεγονός που οδηγεί στο λεγόμενο. σφάλμα ένδειξης. Εάν μια περίσσεια μιας μη τιτλοδοτημένης ασθενούς βάσης ή ένωσης παραμένει στο c.t.t., το σφάλμα καλείται. αντιστ. βασικό ή όξινο. Η ευαισθησία του δείκτη είναι η συγκέντρωση (σε mol/l) του ιόντος που προσδιορίζεται (στην περίπτωση αυτή, H + ή OH - ) στο σημείο μέγ. απότομη μετάβαση χρώματος. Υπάρχουν: δείκτες ευαίσθητοι σε οξέα με ένα διάστημα μετάβασης στην περιοχή των τιμών του αλκαλικού pH (για παράδειγμα, φαινολοφθαλεΐνη, θυμολφθαλεΐνη). δείκτες ευαίσθητοι στη βάση με ένα διάστημα μετάβασης στην όξινη περιοχή (όπως στο κίτρινο διμεθύλιο, το πορτοκαλί μεθυλίου κ.λπ.). ουδέτεροι δείκτες, το διάστημα μετάβασης των οποίων είναι περίπου. pH 7 (ουδέτερο κόκκινο, κόκκινο φαινόλης κ.λπ.).ΚΑΙ Οι δείκτες έρχονται σε ένα ή δύο χρωματιστά σχήματα. τέτοιοι δείκτες ονομάζονται αντιστ. μονόχρωμο και δίχρωμο. Ναΐμπ. Μια σαφής αλλαγή στο χρώμα θα παρατηρηθεί σε εκείνους τους δείκτες των οποίων η όξινη και η βασική μορφή χρωματίζονται συμπληρωματικά. χρωματιστά. Ωστόσο, τέτοιοι δείκτες δεν υπάρχουν. Επομένως, με την προσθήκη βαφής, τα χρώματα και των δύο μορφών αλλάζουν ανάλογα. Έτσι, για το κόκκινο του μεθυλίου, η μετάβαση από το κόκκινο στο κίτρινο συμβαίνει στην περιοχή των 2 μονάδων pH και εάν προστεθεί μπλε του μεθυλενίου στο διάλυμα, τότε η μετάβαση χρώματος από κόκκινο-ιώδες σε πράσινο παρατηρείται απότομα και καθαρά σε pH 5,3. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί εάν χρησιμοποιήσετε ένα μείγμα δύο δεικτών, τα χρώματα των οποίων συμπληρώνουν τον άλλο. φίλος. Τέτοιοι δείκτες ονομάζονται μικτή (Πίνακας 2).


Τα μείγματα δεικτών που αλλάζουν συνεχώς το χρώμα τους σε όλο το εύρος του pH από 1 έως 14 ονομάζονται. Παγκόσμιος. Χρησιμοποιούνται για περίπου. εκτίμηση του pH των διαλυμάτων. Η αλλαγή του χρώματος του δείκτη επηρεάζεται από τη συγκέντρωσή του. Για τους δείκτες δύο χρωμάτων, όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση, τόσο λιγότερο δραματική είναι η αλλαγή χρώματος, επειδή Τα φάσματα απορρόφησης και των δύο μορφών επικαλύπτονται μεταξύ τους σε μεγαλύτερο βαθμό και η αλλαγή χρώματος γίνεται πιο δύσκολο να ανιχνευθεί. Συνήθως χρησιμοποιείται η ίδια ελάχιστη (πολλές σταγόνες διαλύματος) ποσότητα δείκτη. Το διάστημα μετάβασης πολλών δεικτών εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Έτσι, το μεθυλοπορτοκάλι αλλάζει το χρώμα του σε θερμοκρασία δωματίου στην περιοχή pH 3,4-4,4 και στους 100 °C στην περιοχή pH 2,5-3,3. Αυτό οφείλεται σε αλλαγή του ιοντικού προϊόντος του νερού. Τα κολλοειδή σωματίδια που υπάρχουν στο διάλυμα προσροφούν δείκτες, γεγονός που οδηγεί σε πλήρη αλλαγή στο χρώμα του. Για την εξάλειψη των σφαλμάτων παρουσία. θετικά φορτισμένα κολλοειδή σωματίδια, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται δείκτες βάσης και εάν υπάρχουν. αρνητικά φορτισμένοι - δείκτες οξέος. Κατά την τιτλοδότηση υπό κανονικές συνθήκες, είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση του διαλυμένου CO 2, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται δείκτες με pK ln > 4 (για παράδειγμα, πορτοκαλί μεθυλίου, ερυθρό του μεθυλίου, φαινολοφθαλεΐνη). Μερικές φορές το CO 2 αφαιρείται αρχικά με βρασμό ή το διάλυμα τιτλοδοτείται απουσία επαφής με την ατμόσφαιρα. Η επίδραση των εξωγενών ουδέτερων ηλεκτρολυτών (φαινόμενο αλατιού) εκδηλώνεται με μια μετατόπιση της ισορροπίας των δεικτών. Στην περίπτωση των δεικτών οξέος, το διάστημα μετάβασης μετατοπίζεται σε μια πιο όξινη περιοχή και στην περίπτωση των δεικτών βάσης, σε μια πιο αλκαλική περιοχή. Ανάλογα με τη φύση του διαλύτη, αλλάζουν τα χρώματα των δεικτών, το pK ln και η ευαισθησία τους. Έτσι, το ερυθρό του μεθυλίου στο νερό δίνει μια χρωματική μετάβαση σε υψηλότερες τιμές δραστικότητας ιόντων Η+ από το μπλε της βρωμοφαινόλης και στο διάλυμα αιθυλενογλυκόλης είναι το αντίστροφο. Στα διαλύματα νερού-μεθανόλης και νερού-αιθανόλης η αλλαγή σε σχέση με το υδάτινο περιβάλλον είναι ασήμαντη. Σε ένα αλκοολικό περιβάλλον, οι δείκτες οξέος είναι πιο ευαίσθητοι στα ιόντα H + από τους δείκτες βάσης. Αν και κατά την τιτλοδότηση σε ουδέτερα μέσα, οι δείκτες οξέος-βάσης συνήθως ρυθμίζονται ποτενσιομετρικά χρησιμοποιώντας ένα γυάλινο ηλεκτρόδιο δείκτη, χρησιμοποιούνται επίσης δείκτες οξέος-βάσης (Πίνακας 3). Τις περισσότερες φορές, το ερυθρό του μεθυλίου σε διοξάνη ή το κρυσταλλικό ιώδες σε άνυδρο CH3COOH χρησιμοποιούνται για τιτλοδότηση ασθενών βάσεων. κατά την τιτλοδότηση ασθενών φαρμάκων - μπλε θυμόλης σε DMF. Η συμπεριφορά των δεικτών σε μη υδατικά και υδάτινα περιβάλλοντα είναι παρόμοια. Για παράδειγμα, για την ασθενή τιμή Hin στο διάλυμα SH μπορούμε να γράψουμε την ισορροπία: Hin + SHΔ Σε - + SH 2 + . Ο μηχανισμός δράσης των δεικτών είναι ο ίδιος όπως στο νερό, μόνο σε μη υδατικά μέσα χρησιμοποιούνται οι αντίστοιχες κλίμακες οξύτητας (pH p, pA, βλέπε Οξινοβασική τιτλοδότηση). Οι δείκτες φωταύγειας χρησιμοποιούνται επίσης ως δείκτες οξέος-βάσης, αλλάζουν το χρώμα και την ένταση του φθορισμού ανάλογα με το pH και επιτρέπουν την τιτλοδότηση πολύχρωμων και θολών διαλυμάτων.

Για τιτλοδότηση ασθενών ενώσεων, τα λεγόμενα. δείκτες θολότητας, σχηματίζοντας αναστρέψιμα κολλοειδή συστήματα που πήζουν σε πολύ στενό εύρος pH (για παράδειγμα, το ισονιτροακετυλο-ν-αμινοβενζόλιο παράγει θολότητα σε pH 10,7-11,0). Συμπλέγματα μετάλλων με μεταλλοχρωμικούς δείκτες (βλ. παρακάτω) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες οξέος-βάσης. Αυτά τα σύμπλοκα, όταν καταστρέφονται, αλλάζουν το χρώμα του διαλύματος σε ένα στενό εύρος pH. Για τον προσδιορισμό της οργ. σετ και βάσεις υπάρχουν στο νερό. Χρησιμοποιείται ο λεγόμενος διαλύτης που δεν αναμιγνύεται με αυτό. αμφίβιοι δείκτες, οι οποίοι είναι άλατα οξέων δεικτών (για παράδειγμα, τροπεολίνη 00) με αποσυνθ. org. βάσεις (π.χ. αλκαλοειδή). Αυτοί οι δείκτες είναι καλά διαλυτοί. σε οργ. r-ritels, κακό στο νερό? είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι. Οι δείκτες προσρόφησης είναι ουσίες που μπορούν να προσροφηθούν στην επιφάνεια του ιζήματος και να αλλάξουν το χρώμα ή την ένταση της φωταύγειας. Αυτοί οι δείκτες είναι συνήθως αναστρέψιμοι και χρησιμοποιούνται στην τιτλοδότηση κατακρήμνισης. Πρώτα απ 'όλα, το ίζημα απορροφά ιόντα πανομοιότυπα με αυτά που αποτελούν μέρος του το ίδιο το ίζημα, το ίζημα, μετά το οποίο προσροφάται ο δείκτης. Μια μεγάλη ομάδα δεικτών είναι οι βαφές (Πίνακας 4), οι οποίες απορροφώνται από την επιφάνεια του ιζήματος για να σχηματίσουν άλατα με ιόντα που περιέχονται στο ίζημα.


Για παράδειγμα, ένα διάλυμα ηωσίνης έχει ροζ χρώμα, το οποίο δεν αλλάζει όταν προστίθεται AgNO 3. Αλλά κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης με διάλυμα KBr, το ίζημα που πέφτει προσροφά ιόντα Ag +, τα οποία προσκολλούν ανιόντα ηωσίνης. Το ίζημα γίνεται κόκκινο-ιώδες. Στο c.t.t., όταν όλα τα ιόντα Ag + έχουν τιτλοδοτηθεί, το χρώμα του ιζήματος εξαφανίζεται και το διάλυμα γίνεται ξανά ροζ. Inorg. προσροφάται. οι δείκτες σχηματίζουν ένα έγχρωμο ίζημα ή σύμπλοκο με ιόντα τιτλοδότησης (όπως, για παράδειγμα, ιόντα CrO 4 που χρησιμοποιούνται ως δείκτες- και SCN - στην αργενομετρία). Ως προσροφητικό. Χρησιμοποιούνται επίσης ορισμένοι δείκτες: οξεοβασικός, οξείδωση-αναγωγή. και πολυσύνθετο. δείκτες, ιδιότητες των οποίων (σταθερές διάστασης οξέος, δυναμικά οξείδωσης-αναγωγής και σταθερές σταθερότητας συμπλόκων με μεταλλικά κατιόντα) στο προσροφητικό. κατάσταση εξαρτώνται από τη φύση και τη συγκέντρωση των ιόντων στην επιφάνεια του ιζήματος. Οξείδωση-αναγωγή δείκτες - ουσίες που μπορούν να αλλάξουν χρώμα ανάλογα με την οξείδωση-αναγωγή. δυνατότητα λύσης. Χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της θερμοκρασίας οξείδωσης-μείωσης. τιτλοδότηση και για χρωματομετρία προσδιορισμός οξείδωσης-αναγωγής. δυναμικό (κυρίως στη βιολογία). Τέτοιοι δείκτες είναι, κατά κανόνα, ουσίες που οι ίδιες υφίστανται οξείδωση ή αναγωγή και οι οξειδωμένες (In Ox) και ανηγμένες (In Red) μορφές έχουν διαφορετικά χρώματα. Για αναστρέψιμη οξείδωση-αναγωγή. Οι δείκτες μπορούν να γραφτούν: Σε Oх + neρε Στο κόκκινο, όπου n είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων. Στο δυναμικό Ε, η αναλογία των συγκεντρώσεων και των δύο μορφών του δείκτη προσδιορίζεται από την εξίσωση Nernst:
,
όπου E ln - πραγματική οξείδωση-αναγωγή. δυναμικό δείκτη, ανάλογα με τη σύνθεση του διαλύματος. Το διάστημα μετάβασης χρώματος παρατηρείται πρακτικά όταν η αναλογία / αλλάζει από 0,1 σε 10, που στους 25 °C αντιστοιχεί σε D E (σε V) = E ln β (0,059/n). Το δυναμικό που αντιστοιχεί στην πιο έντονη αλλαγή χρώματος είναι ίσο με το Eln. Κατά την επιλογή ενός δείκτη, λάβετε υπόψη το κεφ. αρ. τιμές Eln, συντελεστής. μοριακή εξάλειψη και των δύο μορφών του δείκτη και του δυναμικού του διαλύματος στο ισοδύναμο σημείο. Κατά την τιτλοδότηση με ισχυρά οξειδωτικά μέσα (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4, κ.λπ.), χρησιμοποιούνται δείκτες με σχετικά υψηλό Eln, για παράδειγμα, διφαινυλαμίνη και τα παράγωγά της. κατά την τιτλοδότηση με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες [άλατα Ti(III), V(II), κ.λπ.], χρησιμοποιούνται δείκτες με σχετικά χαμηλό Eln, για παράδειγμα, σαφρανίνη, μπλε του μεθυλενίου (Πίνακας 5).


Ορισμένες ουσίες αλλάζουν το χρώμα τους μη αναστρέψιμα, για παράδειγμα, κατά την οξείδωση καταστρέφονται με το σχηματισμό άχρωμου. προϊόντα όπως το λουλακί υπό την επίδραση υποχλωριόντων ή η μπλε-μαύρη ναφθόλη υπό την επίδραση των ιόντων BrO 3. Οι σύνθετοι δείκτες είναι ουσίες που σχηματίζουν έγχρωμα σύμπλοκα με μεταλλικά ιόντα (Μ), που διαφέρουν ως προς το χρώμα από τους ίδιους τους δείκτες. Χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό των πολυσύνθετων δεικτών στη συμπλοκομετρία. Η σταθερότητα των μεταλλικών συμπλεγμάτων με δείκτες (In) είναι μικρότερη από αυτή των αντίστοιχων συμπλεγμάτων, Επομένως, στα σύμπλοκα, τα σύνθετα εκτοπίζουν δείκτες από σύμπλοκα με μέταλλα. Τη στιγμή της αλλαγής χρώματος στο σημείο ισοδυναμίας = και, επομένως, рМ = - log K Mln, όπου ονομάζεται рМ = - log[M]. σημείο μετάβασης του δείκτη, K Mln - σταθερά σταθερότητας του μεταλλικού συμπλέγματος με τον δείκτη. Ένα σφάλμα κατά την τιτλοδότηση οφείλεται στο γεγονός ότι μια ορισμένη ποσότητα

Κατά τη διεξαγωγή μιας χημικής διεργασίας, είναι εξαιρετικά σημαντικό να παρακολουθείτε τις συνθήκες της αντίδρασης ή να προσδιορίσετε εάν έχει ολοκληρωθεί. Μερικές φορές αυτό μπορεί να παρατηρηθεί από κάποια εξωτερικά σημάδια: η διακοπή της απελευθέρωσης φυσαλίδων αερίου, μια αλλαγή στο χρώμα του διαλύματος, ο σχηματισμός ιζήματος ή, αντίθετα, η μετάβαση ενός από τα συστατικά της αντίδρασης στο διάλυμα κ.λπ. Στις περισσότερες περιπτώσεις, βοηθητικά αντιδραστήρια χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του τέλους της αντίδρασης, όπως οι ονομαζόμενοι δείκτες, οι οποίοι συνήθως εισάγονται στο αναλυόμενο διάλυμα σε μικρές ποσότητες.

δείκτεςείναι χημικές ενώσεις που μπορούν να αλλάξουν το χρώμα ενός διαλύματος ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες, χωρίς να επηρεάζουν άμεσα το διάλυμα δοκιμής ή την κατεύθυνση της αντίδρασης. Έτσι, οι δείκτες οξέος-βάσης αλλάζουν χρώμα ανάλογα με το pH του περιβάλλοντος. δείκτες οξειδοαναγωγής - από τις δυνατότητες του περιβάλλοντος. δείκτες προσρόφησης - σχετικά με τον βαθμό προσρόφησης κ.λπ.

Οι δείκτες χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα ευρέως στην αναλυτική πρακτική για την τιτρομετρική ανάλυση. Χρησιμεύουν επίσης ως το πιο σημαντικό εργαλείο για την παρακολούθηση των τεχνολογικών διεργασιών στη χημική, τη μεταλλουργική, την κλωστοϋφαντουργία, τη βιομηχανία τροφίμων και άλλες βιομηχανίες. Στη γεωργία, με τη βοήθεια δεικτών, αναλύονται και ταξινομούνται τα εδάφη, προσδιορίζεται η φύση των λιπασμάτων και η απαιτούμενη ποσότητα που θα εφαρμοστεί στο έδαφος.

Διακρίνω δείκτες οξέος-βάσης, φθορισμού, οξειδοαναγωγής, προσρόφησης και χημειοφωταύγειας.

ΔΕΙΚΤΕΣ ΟΞΕ-ΒΑΣΗΣ (PH).

Όπως είναι γνωστό από τη θεωρία της ηλεκτρολυτικής διάστασης, οι χημικές ενώσεις που διαλύονται στο νερό διασπώνται σε θετικά φορτισμένα ιόντα - κατιόντα και αρνητικά φορτισμένα - ανιόντα. Το νερό επίσης διασπάται σε πολύ μικρό βαθμό σε ιόντα υδρογόνου, τα οποία είναι θετικά φορτισμένα, και ιόντα υδροξυλίου, τα οποία είναι αρνητικά φορτισμένα:

Η συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου σε ένα διάλυμα υποδεικνύεται με το σύμβολο.

Εάν η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και υδροξυλίου στο διάλυμα είναι η ίδια, τότε τέτοια διαλύματα είναι ουδέτερα και pH = 7. Σε συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου που αντιστοιχεί σε pH από 7 έως 0, το διάλυμα είναι όξινο, αλλά εάν η συγκέντρωση του υδροξυλίου ιόντα είναι υψηλότερο (pH = από 7 έως 14), το διάλυμα αλκαλικό.

Για τη μέτρηση της τιμής του pH χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι. Ποιοτικά, η αντίδραση ενός διαλύματος μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ειδικούς δείκτες που αλλάζουν το χρώμα τους ανάλογα με τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου. Τέτοιοι δείκτες είναι δείκτες οξέος-βάσης που ανταποκρίνονται στις αλλαγές του pH του περιβάλλοντος.

Η συντριπτική πλειοψηφία των οξεοβασικών δεικτών είναι χρωστικές ή άλλες οργανικές ενώσεις, τα μόρια των οποίων υφίστανται δομικές αλλαγές ανάλογα με την αντίδραση του περιβάλλοντος. Χρησιμοποιούνται σε ογκομετρική ανάλυση για αντιδράσεις εξουδετέρωσης, καθώς και για χρωματομετρικό προσδιορισμό του pH.

Δείκτης	Εύρος pH μετάβασης χρώματος	Αλλαγή χρώματος
Βιολέτα του μεθυλίου	0,13-3,2	Κίτρινο - μωβ
Μπλε θυμόλης	1,2-2,8	Κόκκινο κίτρινο
Tropeolin 00	1,4-3,2	Κόκκινο κίτρινο
- Δινιτροφαινόλη	2,4-4,0	Άχρωμο - κίτρινο
Πορτοκαλί μεθυλίου	3,1-4,4	Κόκκινο κίτρινο
Ερυθρό ναφθύλιο	4,0-5,0	Κόκκινο πορτοκαλί
Ερυθρό του μεθυλίου	4,2-6,2	Κόκκινο κίτρινο
Μπλε βρωμοθυμόλης	6,0-7,6	Κίτρινο - μπλε
Κόκκινο φαινόλης	6,8-8,4	Κίτρινο - κόκκινο
Μετακρεσόλη μωβ	7,4-9,0	Κίτρινο - μωβ
Μπλε θυμόλης	8,0-9,6	Κίτρινο - μπλε
Φαινολοφθαλεΐνη	8,2-10,0	Άχρωμο - κόκκινο
Θυμολφθαλεΐνη	9,4-10,6	Άχρωμο - μπλε
Alizarin κίτρινο P	10,0-12,0	Απαλό κίτρινο - κόκκινο-πορτοκαλί
Tropeolin 0	11,0-13,0	Κίτρινο - μέτριο
Πράσινο μαλαχίτη	11,6-13,6	Πρασινομπλε - άχρωμο

Εάν είναι απαραίτητο να αυξηθεί η ακρίβεια των μετρήσεων του pH, τότε χρησιμοποιούνται μικτές δείκτες. Για να το κάνετε αυτό, επιλέξτε δύο δείκτες με στενά διαστήματα pH μετάβασης χρώματος, έχοντας επιπλέον χρώματα σε αυτό το διάστημα. Χρησιμοποιώντας έναν τέτοιο μικτό δείκτη, μπορούν να γίνουν προσδιορισμοί με ακρίβεια 0,2 μονάδων pH.

Οι γενικοί δείκτες που μπορούν να αλλάξουν χρώμα πολλές φορές σε ένα ευρύ φάσμα τιμών pH χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως. Αν και η ακρίβεια του προσδιορισμού με τέτοιους δείκτες δεν υπερβαίνει το 1,0 μονάδες pH, επιτρέπουν προσδιορισμούς σε ένα ευρύ φάσμα pH: από 1,0 έως 10,0. Οι γενικοί δείκτες είναι συνήθως ένας συνδυασμός τεσσάρων έως επτά δίχρωμων ή μονόχρωμων δεικτών με διαφορετικά διαστήματα μετάβασης χρώματος pH, σχεδιασμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε να συμβαίνει αισθητή αλλαγή χρώματος όταν αλλάζει το pH του μέσου.

Για παράδειγμα, ο γενικός δείκτης PKS που παράγεται βιομηχανικά είναι ένα μείγμα επτά δεικτών: μωβ βρωμοκρεσόλης, πράσινο βρωμοκρεσόλης, πορτοκαλί μεθυλίου, τροπεολίνη 00, φαινολοφθαλεΐνη, μπλε θυμόλης και μπλε βρωμοθυμόλης.

Αυτός ο δείκτης, ανάλογα με το pH, έχει το ακόλουθο χρώμα: σε pH = 1 - βυσσινί, pH = 2 - ροζ-πορτοκαλί, pH = 3 - πορτοκαλί, pH = 4 - κίτρινο-πορτοκαλί, pH = 5 κίτρινο, pH = 6 - πρασινωπό κίτρινο, pH = 7 - κιτρινοπράσινο. pH = 8 - πράσινο, pH = 9 - μπλε-πράσινο, pH = 10 - γκριζωπό-μπλε.

Μεμονωμένοι, μικτές και γενικές δείκτες οξέος-βάσης συνήθως διαλύονται σε αιθυλική αλκοόλη και μερικές σταγόνες προστίθενται στο διάλυμα δοκιμής. Η τιμή του pH καθορίζεται από την αλλαγή στο χρώμα του διαλύματος. Εκτός από τους αλκοοδιαλυτούς δείκτες παράγονται και υδατοδιαλυτές μορφές που είναι άλατα αμμωνίου ή νατρίου αυτών των δεικτών.

Σε πολλές περιπτώσεις, είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείτε χαρτιά δεικτών αντί για λύσεις δεικτών. Τα τελευταία παρασκευάζονται ως εξής: διηθητικό χαρτί περνά μέσα από ένα τυπικό διάλυμα δείκτη, η περίσσεια του διαλύματος συμπιέζεται από το χαρτί, στεγνώνει, κόβεται σε στενές λωρίδες και δένεται σε φυλλάδια. Για τη διεξαγωγή της δοκιμής, το χαρτί δείκτη βυθίζεται στο διάλυμα δοκιμής ή μια σταγόνα του διαλύματος τοποθετείται σε μια λωρίδα χαρτιού δείκτη και παρατηρείται η αλλαγή στο χρώμα του.

ΕΝΔΕΙΚΤΕΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ

Ορισμένες χημικές ενώσεις, όταν εκτίθενται σε υπεριώδεις ακτίνες, έχουν την ικανότητα σε μια συγκεκριμένη τιμή pH να προκαλούν φθορισμό ενός διαλύματος ή να αλλάζουν το χρώμα ή τη σκιά του.

Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για ογκομέτρηση ελαίων, θολό και πολύχρωμα διαλύματα, καθώς οι συμβατικοί δείκτες είναι ακατάλληλοι για αυτούς τους σκοπούς.

Η εργασία με δείκτες φθορισμού πραγματοποιείται φωτίζοντας το διάλυμα δοκιμής με υπεριώδες φως.

Δείκτης	Εύρος pH αλλαγής φθορισμού (στο υπεριώδες φως)	Αλλαγή χρώματος φθορισμού
4-Αιθοξυακριδόνη	1,4-3,2	Πράσινο μπλε
2-Ναφθυλαμίνη	2,8-4,4	Αύξηση του ιώδους φθορισμού
Dimetnlnaphteyrodine	3,2-3,8	Λιλά - πορτοκαλί
1-Naftilamnn	3,4-4,8	Αύξηση του μπλε φθορισμού
Ακριδίνη	4,8-6,6	Πράσινο - μωβ
3,6-Διοξυφθαλιμίδιο	6,0-8,0	Κιτρινοπράσινο - κίτρινο
2,3-Δικυανυδροκινόνη	6,8-8,8	Μπλε πράσινο
Ευχρυσίνη	8,4-10,4	Πορτοκαλί - πράσινο
1,5-Ναφθυλαμινοσουλφοναμίδιο	9,5-13,0	Κίτρινο πράσινο
CC οξύ (1,8-αμινοναφθολ 2,4-δισουλφονικό οξύ)	10,0-12,0	Μωβ - πράσινο

ΔΕΙΚΤΕΣ REDOX

Δείκτες οξειδοαναγωγής- χημικές ενώσεις που αλλάζουν το χρώμα ενός διαλύματος ανάλογα με την τιμή του δυναμικού οξειδοαναγωγής. Χρησιμοποιούνται σε τιτρομετρικές μεθόδους ανάλυσης, καθώς και σε βιολογικές μελέτες για τον χρωματομετρικό προσδιορισμό του δυναμικού οξειδοαναγωγής.

Δείκτης	Κανονικό δυναμικό οξειδοαναγωγής (σε pH=7), V	Χρωματισμός του διαλύματος
		οξειδωτική μορφή	αποκατεστημένη μορφή
Ουδέτερο κόκκινο	-0,330	Κόκκινο-βιολετί	Αχρωμος
Σαφρανίνη Τ	-0,289	καφέ	Αχρωμος
Ιδιγομονοσουλφονικό κάλιο	-0,160	Μπλε	Αχρωμος
Ινδιγοδισουλφονικό κάλιο	-0,125	Μπλε	Αχρωμος
Ινδιγοτρισουλφονικό κάλιο	-0,081	Μπλε	Αχρωμος
Τετρασουλφονικό κάλιο indigo	-0,046	Μπλε	Αχρωμος
Μπλε τολουιδίνης	+0,007	Μπλε	Αχρωμος
Τνονίνη	+0,06	Μωβ	Αχρωμος
Ο-κρεσολινδοφαινολικό νάτριο	+0,195	Μπλε κοκκινωπό	Αχρωμος
Νάτριο 2,6-Dnchlorophenolindiphenolate	+0,217	Μπλε κοκκινωπό	Αχρωμος
Μ-βρωμοφαινολινοφαινολικό νάτριο	+0,248	Μπλε κοκκινωπό	Αχρωμος
Διφαινυλοβενζιδίνη	+0,76 (όξινο διάλυμα)	Μωβ	Αχρωμος

ΔΕΙΚΤΕΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

Δείκτες προσρόφησης- ουσίες παρουσία των οποίων επέρχεται αλλαγή στο χρώμα του ιζήματος που σχηματίζεται κατά την τιτλοδότηση με καθίζηση. Πολλοί δείκτες οξέος-βάσης, ορισμένες βαφές και άλλες χημικές ενώσεις μπορούν να αλλάξουν το χρώμα ενός ιζήματος σε μια συγκεκριμένη τιμή pH, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα για χρήση ως δείκτες προσρόφησης.

Δείκτης	Ιόν προς ανίχνευση	Κατακρημνιστής ιόντων	Αλλαγή χρώματος
Αλιζαρίνη κόκκινο Γ			Κίτρινο - ροζ-κόκκινο
Μπλε βρωμοφαινόλης			Κίτρινο πράσινο
			Λιλά - κίτρινο
			Μωβ - γαλαζοπράσινο
Διφαινυλοκαρβαζίδιο	, ,		Άχρωμο - βιολετί
κόκκινο του Κονγκό	, ,		Κόκκινο μπλε
			Μπλε κόκκινο
Φλουορεσκεΐνη	,		Κιτρινοπράσινο - ροζ
Ηωσίνη	,		Κιτρινοκόκκινο - κόκκινο-ιώδες
Ερυθροσίνη			Κόκκινο-κίτρινο - σκούρο κόκκινο

ΔΕΙΚΤΕΣ ΧΗΜΙΦΩΤΕΙΟΥ

Αυτή η ομάδα δεικτών περιλαμβάνει ουσίες που μπορούν να εκπέμπουν ορατό φως σε συγκεκριμένες τιμές pH. Οι δείκτες χημειοφωταύγειας είναι βολικοί στη χρήση όταν εργάζεστε με σκούρα υγρά, καθώς σε αυτήν την περίπτωση εμφανίζεται μια λάμψη στο τελικό σημείο της ογκομέτρησης.

δείκτες- οργανικές ενώσεις που μπορούν να αλλάξουν χρώμα στο διάλυμα όταν αλλάζει η οξύτητα (pH). Οι δείκτες χρησιμοποιούνται ευρέως σε τιτλοδοτήσεις στην αναλυτική χημεία και τη βιοχημεία. Το πλεονέκτημά τους είναι το χαμηλό κόστος, η ταχύτητα και η σαφήνεια της έρευνας.
Οι δείκτες χρησιμοποιούνται συνήθως προσθέτοντας μερικές σταγόνες υδατικού ή αλκοολικού διαλύματος ή λίγης σκόνης σε ένα δείγμα του διαλύματος που ελέγχεται. Έτσι, κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης, ένας δείκτης προστίθεται σε ένα δείγμα του διαλύματος δοκιμής και παρατηρούνται αλλαγές χρώματος στο σημείο ισοδυναμίας.

Διαστήματα μετάβασης χρώματος ένδειξης

Το σχήμα δείχνει κατά προσέγγιση δεδομένα για την ύπαρξη διαφορετικών έγχρωμων μορφών δεικτών σε υδατικά διαλύματα.
Για πιο λεπτομερείς πληροφορίες (πολλαπλές μεταβάσεις, αριθμητική τιμή pH), δείτε την επόμενη ενότητα.

Πίνακας τιμών μετάβασης pH για τους πιο συνηθισμένους δείκτες

Οι δείκτες οξέων βάσης που είναι συνηθισμένοι στην εργαστηριακή πρακτική δίνονται με σειρά αυξανόμενων τιμών pH που προκαλούν αλλαγές χρώματος. Οι λατινικοί αριθμοί σε αγκύλες αντιστοιχούν στον αριθμό μετάβασης χρώματος (για δείκτες με πολλά σημεία μετάβασης).

Δείκτης και αριθμός μετάβασης	Χ	Χρώμα περισσότερο όξινη μορφή		διάστημα pH και αριθμός μετάβασης	Χρώμα περισσότερο αλκαλική μορφή
Βιολέτα του μεθυλίου			κίτρινος	0,13-0,5 [I]		πράσινος
Κρεζόλ κόκκινο [I]			το κόκκινο	0,2-1,8 [I]		κίτρινος
Βιολέτα του μεθυλίου			πράσινος	1,0-1,5		μπλε
Μπλε θυμόλης [I]	Προς την		το κόκκινο	1,2-2,8 [Ι]		κίτρινος
Tropeolin 00	ο		το κόκκινο	1,3-3,2		κίτρινος
Βιολέτα του μεθυλίου			μπλε	2,0-3,0		βιολέτα
(δι)μεθυλοκίτρινο	ο		το κόκκινο	3,0-4,0		κίτρινος
Μπλε βρωμοφαινόλης	Προς την		κίτρινος	3,0-4,6		μπλε βιολετί
κόκκινο του Κονγκό			το κόκκινο	3,0-5,2		μπλε
Πορτοκαλί μεθυλίου	ο		το κόκκινο	3,1-(4,0)4,4		(πορτοκαλί-)κίτρινο
Πράσινη βρωμοκρεσόλη	Προς την		κίτρινος	3,8-5,4		μπλε
Μπλε βρωμοκρεσόλης			κίτρινος	3,8-5,4		μπλε
Lakmoid	Προς την		το κόκκινο	4,0-6,4		μπλε
Ερυθρό του μεθυλίου	ο		το κόκκινο	4,2(4,4)-6,2(6,3)		κίτρινος
Ερυθρές χλωροφαινόλες	Προς την		κίτρινος	5,0-6,6		το κόκκινο
Λάκδος (αζολιθμίνη)			το κόκκινο	5,0-8,0 (4,5-8,3)		μπλε
Μωβ βρωμοκρεσόλης	Προς την		κίτρινος	5,2-6,8(6,7)		φωτεινό κόκκινο
Μπλε βρωμοθυμόλης	Προς την		κίτρινος	6,0-7,6		μπλε
Ουδέτερο κόκκινο	ο		το κόκκινο	6,8-8,0		κεχριμπαρένιο κίτρινο
Κόκκινο φαινόλης	Ο		κίτρινος	6,8-(8,0)8,4		φωτεινό κόκκινο
Κρεζόλ κόκκινο	Προς την		κίτρινος	7,0(7,2)-8,8		Σκούρο κόκκινο
α-ναφθολοφθαλεΐνη	Προς την		κιτρινοροζ	7,3-8,7		μπλε
Μπλε θυμόλης	Προς την		κίτρινος	8,0-9,6		μπλε
Φαινολοφθαλεΐνη [I]	Προς την		άχρωμος	8,2-10,0 [I]		κόκκινο βατόμουρο
Θυμολφθαλεΐνη	Προς την		άχρωμος	9,3(9,4)-10,5(10,6)		μπλε
Alizarin κίτρινο LJ	Προς την		απαλό κίτρινο λεμόνι	10,1-12,0		καφέ-κίτρινο
Μπλε του Νείλου			μπλε	10,1-11,1		το κόκκινο
Diazo violet			κίτρινος	10,1-12,0		βιολέτα
Καρμίνη Indigo			μπλε	11,6-14,0		κίτρινος
Epsilon Blue			πορτοκάλι	11,6-13,0		σκούρο μοβ

ΔΕΙΚΤΕΣ(από λατινικό δείκτη - δείκτης) - ουσίες που σας επιτρέπουν να παρακολουθείτε τη σύνθεση του περιβάλλοντος ή την πρόοδο μιας χημικής αντίδρασης. Μερικοί από τους πιο συνηθισμένους είναι δείκτες οξέος-βάσης, οι οποίοι αλλάζουν χρώμα ανάλογα με την οξύτητα του διαλύματος. Αυτό συμβαίνει επειδή σε ένα όξινο και αλκαλικό περιβάλλον τα μόρια-δείκτες έχουν διαφορετικές δομές. Ένα παράδειγμα είναι ο κοινός δείκτης φαινολοφθαλεΐνη, που παλαιότερα χρησιμοποιούνταν επίσης ως καθαρτικό με την ονομασία purgen. Σε όξινο περιβάλλον, αυτή η ένωση έχει τη μορφή αδιάσπαστων μορίων και το διάλυμα είναι άχρωμο, και σε αλκαλικό περιβάλλον, έχει τη μορφή μονοφορτισμένων ανιόντων και το διάλυμα έχει βυσσινί χρώμα ( εκ. ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΗ ΑΠΟΣΥΝΔΕΣΗ. ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ). Ωστόσο, σε ένα εξαιρετικά αλκαλικό περιβάλλον, η φαινολοφθαλεΐνη αποχρωματίζεται ξανά! Αυτό συμβαίνει λόγω του σχηματισμού μιας άλλης άχρωμης μορφής του δείκτη - με τη μορφή ενός τριπλά φορτισμένου ανιόντος. Τέλος, στο συμπυκνωμένο θειικό οξύ εμφανίζεται ξανά ένα κόκκινο χρώμα, αν και όχι τόσο έντονο. Ο ένοχος του είναι το κατιόν της φαινολοφθαλεΐνης. Αυτό το ελάχιστα γνωστό γεγονός μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα στον προσδιορισμό της αντίδρασης του περιβάλλοντος.

Οι δείκτες οξέος-βάσης είναι πολύ διαφορετικοί. πολλά από αυτά είναι εύκολα προσβάσιμα και ως εκ τούτου είναι γνωστά εδώ και αιώνες. Αυτά είναι αφεψήματα ή εκχυλίσματα χρωματιστών λουλουδιών, μούρων και φρούτων. Έτσι, ένα αφέψημα από ίριδα, πανσέδες, τουλίπες, βατόμουρα, βατόμουρα, βατόμουρα, μαύρες σταφίδες, κόκκινο λάχανο, παντζάρια και άλλα φυτά γίνεται κόκκινο σε όξινο περιβάλλον και πράσινο-μπλε σε αλκαλικό περιβάλλον. Αυτό είναι εύκολο να το παρατηρήσετε αν πλύνετε το τηγάνι με τα υπολείμματα του μπορς με σαπουνόνερο (δηλαδή αλκαλικό). Χρησιμοποιώντας ένα όξινο διάλυμα (ξύδι) και ένα αλκαλικό διάλυμα (μαγειρική σόδα, ή ακόμα καλύτερα, σόδα πλυσίματος), μπορείτε επίσης να κάνετε επιγραφές σε πέταλα διαφόρων χρωμάτων σε κόκκινο ή μπλε.

Το κανονικό τσάι είναι επίσης ένας δείκτης. Εάν ρίξετε χυμό λεμονιού σε ένα ποτήρι δυνατό τσάι ή διαλύσετε μερικούς κρυστάλλους κιτρικού οξέος, το τσάι θα γίνει αμέσως πιο ελαφρύ. Εάν διαλύσετε μαγειρική σόδα στο τσάι, το διάλυμα θα σκουρύνει (φυσικά, δεν πρέπει να πίνετε τέτοιο τσάι). Το τσάι από λουλούδια («ιβίσκος») παράγει πολύ πιο φωτεινά χρώματα.

Πιθανώς ο παλαιότερος οξεοβασικός δείκτης είναι η λακκούβα. Ήδη από το 1640, οι βοτανολόγοι περιέγραψαν το ηλιοτρόπιο (Heliotropium turnesole), ένα αρωματικό φυτό με σκούρα μοβ άνθη, από το οποίο απομονώθηκε μια χρωστική ουσία. Αυτή η χρωστική, μαζί με το βιολετί χυμό, χρησιμοποιήθηκε ευρέως από τους χημικούς ως δείκτης, που ήταν κόκκινο σε όξινο περιβάλλον και μπλε σε αλκαλικό περιβάλλον. Μπορείτε να διαβάσετε για αυτό στα έργα του διάσημου φυσικού και χημικού του 17ου αιώνα Robert Boyle. Αρχικά, τα μεταλλικά νερά μελετήθηκαν με τη βοήθεια ενός νέου δείκτη και από το 1670 περίπου άρχισαν να το χρησιμοποιούν σε χημικά πειράματα. «Μόλις προσθέσω μια ασήμαντη μικρή ποσότητα οξέος», έγραψε ο Γάλλος χημικός Pierre Paume για το «τουρνεζόλ» το 1694, «γίνεται κόκκινο, οπότε αν κάποιος θέλει να μάθει αν κάτι περιέχει οξύ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί». 1704, ένας Γερμανός επιστήμονας Μ. Βαλεντίν ονόμασε αυτό το χρώμα λίθο· αυτή η λέξη παραμένει σε όλες τις ευρωπαϊκές γλώσσες, εκτός από τα γαλλικά· στα γαλλικά, η λίθος είναι tournesol, που κυριολεκτικά σημαίνει «γυρίζω μετά τον ήλιο». Οι Γάλλοι αποκαλούν επίσης ηλίανθο· παρεμπιπτόντως , «ηλιοτρόπιο» σημαίνει το ίδιο πράγμα, μόνο στα ελληνικά. Σύντομα αποδείχθηκε ότι η λίθος μπορεί να ληφθεί και από φθηνότερες πρώτες ύλες, για παράδειγμα, από ορισμένους τύπους λειχήνων.

Δυστυχώς, σχεδόν όλοι οι φυσικοί δείκτες έχουν ένα σοβαρό μειονέκτημα: τα αφεψήματα τους αλλοιώνονται αρκετά γρήγορα - ξινίζουν ή μουχλιάζουν (τα διαλύματα αλκοόλης είναι πιο σταθερά). Ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι το διάστημα αλλαγής χρώματος είναι πολύ μεγάλο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δύσκολο ή αδύνατο να διακρίνουμε, για παράδειγμα, ένα ουδέτερο μέσο από ένα ασθενώς όξινο ή ένα ασθενώς αλκαλικό από ένα έντονα αλκαλικό. Επομένως, τα χημικά εργαστήρια χρησιμοποιούν συνθετικούς δείκτες που αλλάζουν απότομα το χρώμα τους μέσα σε αρκετά στενά όρια pH. Υπάρχουν πολλοί τέτοιοι δείκτες γνωστοί και καθένας από αυτούς έχει τη δική του περιοχή εφαρμογής. Για παράδειγμα, το ιώδες μεθυλίου αλλάζει χρώμα από κίτρινο σε πράσινο στην περιοχή pH 0,13 - 0,5. πορτοκαλί μεθυλίου – από κόκκινο (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).

Τα εργαστήρια χρησιμοποιούν συχνά καθολικούς δείκτες - ένα μείγμα πολλών μεμονωμένων δεικτών, που επιλέγονται έτσι ώστε το διάλυμά τους να αλλάζει χρώμα εναλλάξ, περνώντας από όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου όταν η οξύτητα του διαλύματος αλλάζει σε ένα ευρύ φάσμα pH (για παράδειγμα, από 1 έως 11 ). Οι λωρίδες χαρτιού συχνά εμποτίζονται με ένα διάλυμα ενός γενικού δείκτη, που επιτρέπει σε κάποιον να προσδιορίσει γρήγορα (αν και με όχι πολύ υψηλή ακρίβεια) το pH του διαλύματος που αναλύεται συγκρίνοντας το χρώμα της λωρίδας που έχει εμποτιστεί στο διάλυμα με ένα χρώμα αναφοράς κλίμακα.

Εκτός από τους δείκτες οξέος-βάσης, χρησιμοποιούνται και άλλοι τύποι δεικτών. Έτσι, οι δείκτες οξειδοαναγωγής αλλάζουν το χρώμα τους ανάλογα με το αν υπάρχει οξειδωτικό ή αναγωγικό μέσο στο διάλυμα. Για παράδειγμα, η οξειδωμένη μορφή της διφαινυλαμίνης είναι μωβ, ενώ η ανηγμένη μορφή είναι άχρωμη. Ορισμένοι οξειδωτικοί παράγοντες μπορούν να χρησιμεύσουν ως δείκτες. Για παράδειγμα, κατά την ανάλυση ενώσεων σιδήρου (II) κατά τη διάρκεια της αντίδρασης

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 ? 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

το προστιθέμενο υπερμαγγανικό διάλυμα αποχρωματίζεται όσο υπάρχουν ιόντα Fe 2+ στο διάλυμα. Μόλις εμφανιστεί η παραμικρή περίσσεια υπερμαγγανικού, το διάλυμα γίνεται ροζ. Με βάση την ποσότητα υπερμαγγανικού που καταναλώνεται, είναι εύκολο να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε σίδηρο στο διάλυμα. Ομοίως, σε πολυάριθμες αναλύσεις που χρησιμοποιούν τη μέθοδο ιωδομετρίας, το ίδιο το ιώδιο χρησιμεύει ως δείκτης. Για να αυξηθεί η ευαισθησία της ανάλυσης, χρησιμοποιείται άμυλο, το οποίο καθιστά δυνατή την ανίχνευση της παραμικρής περίσσειας ιωδίου.

Οι πολυσύνθετοι δείκτες χρησιμοποιούνται ευρέως - ουσίες που σχηματίζουν έγχρωμες σύνθετες ενώσεις με μεταλλικά ιόντα (πολλά από τα οποία είναι άχρωμα). Ένα παράδειγμα είναι το εριοχρωμικό μαύρο Τ. ένα διάλυμα αυτής της πολύπλοκης οργανικής ένωσης έχει μπλε χρώμα και παρουσία μαγνησίου, ασβεστίου και κάποιων άλλων ιόντων σχηματίζονται σύμπλοκα που έχουν έντονο οινοκόκκινο χρώμα. Η ανάλυση πραγματοποιείται ως εξής: ένας παράγοντας συμπλοκοποίησης, πιο συχνά το Trilon B, ο οποίος είναι ισχυρότερος από τον δείκτη, προστίθεται στάγδην σε ένα διάλυμα που περιέχει τα αναλυόμενα κατιόντα και έναν δείκτη. Μόλις το Trilon δεσμεύσει πλήρως όλα τα μεταλλικά κατιόντα, ένα ξεχωριστό θα συμβεί μετάβαση από το κόκκινο στο μπλε. Με βάση την ποσότητα του προστιθέμενου τριλονίου, είναι εύκολο να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε μεταλλικά κατιόντα στο διάλυμα.

Άλλοι τύποι δεικτών είναι επίσης γνωστοί. Για παράδειγμα, ορισμένες ουσίες απορροφώνται στην επιφάνεια του ιζήματος, αλλάζοντας το χρώμα του. τέτοιοι δείκτες ονομάζονται δείκτες προσρόφησης. Κατά την τιτλοδότηση θολών ή έγχρωμων διαλυμάτων, στα οποία είναι σχεδόν αδύνατο να παρατηρήσετε μια αλλαγή στο χρώμα των συμβατικών δεικτών οξέος-βάσης, χρησιμοποιούνται δείκτες φθορισμού. Λάμπουν (φθορίζουν) σε διαφορετικά χρώματα ανάλογα με το pH του διαλύματος. Για παράδειγμα, ο φθορισμός της ακριδίνης αλλάζει από πράσινο σε pH = 4,5 σε μπλε σε pH = 5,5. Είναι σημαντικό η λάμψη του δείκτη να μην εξαρτάται από τη διαφάνεια και το εγγενές χρώμα του διαλύματος.

Ilya Leenson