Интервал перехода индикаторов

рТ – показатель титрования – это опытное значение рН титруемого раствора, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски индикатора, свидетельствующее об окончании титрования.

  Цвет водного раствора индикатора определяется соотношением его молекулярной и ионной форм, отличающихся различной окраской и зависит от [Н⁺].

Существуют индивидуальные, универсальные и смешанные индикаторы. Универсальные индикаторы изменяют окраску при различных значениях рН на всем протяжении шкалы рН. Примерами смешанных индикаторов являются:

метиловый красный + бромкрезоловый зеленый, рТ = 4,3, переход окраски из оранжевого в сине-зеленый;

фенолфталеин + тимоловый синий, рТ = 9,0, изменение окраски из жёлтой в красно-фиолетовую;

тимолфталеин+ ализариновый желтый, рТ = 10,2, изменение окраски из желтой в фиолетовую.

                                                                                                        Таблица3.

Интервалы перехода окраски индикаторов

 

Индикатор	Интервал перехода рН	рТ	окраска
			В кислой среде, молекулярная форма	В щелочной среде, ионная форма
Метиловый оранжевый	3,1 – 4,4	4	красный	желтый
Метиловый красный	4,4 – 6,2	5	красный	желтый
Лакмус	5,0 – 8,0	7	красный	синий
Фенолфталеин	8,0 – 10,0	9	бесцветный	красный
Тимолфталеин	9,4 – 10,6	10	бесцветный	синий
Ализариновый желтый	10,0 – 12,0	11	желтый	сиреневый

Выбор индикатора

  Сначала вычисляют область рН раствора, в которой наблюдается скачок рН, а затем подбирают такой индикатор, у которого интервал перехода окраски совпадал бы с вычисленным значением рН.

Пример. Если рН = 6 в точке эквивалентности, то подходящими индикаторами являются метиловый красный (4,4 – 6,2) и лакмус (5,0 – 8,0).

Выбор индикатора проводят в зависимости от типа титрования:

а) титрование сильной кислоты сильным основанием или сильного основания сильнойкислотой.

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

       Н⁺  + ОН^- = H₂O

       [Н⁺] = [ОН^-] в точке эквивалентности

Лакмус (5,0 – 8,0) при рН < 7,0 - красный, при рН > 7.0 - синий.

Из анализа кривых титрования скачок рН = 4,3 – 9.7. Предпочтение отдается таким индикаторам, как метиловый оранжевый, лакмус, метиловый красный, фенолфталеин.

б) титрование слабой кислоты сильным основанием, скачок рН = 7,74 – 10.0.

CH₃COOH + NaOH ↔ CH₃COONa + H₂O

CH₃COOH + OH^-↔ CH₃COO^- + H₂O

Из-за гидролиза CH₃COONa равновесие сдвигается влево.

CH₃COONa + НОН → CH₃COOH + NaOH

CH₃COO^- + НОН → CH₃COOH + ОН^-

В т.э. [CH₃COO^-] = [ОН^-]

Фенолфталеин (8,0 – 10,0) при рН < 7,0 – бесцветный, рН > 7,0 – красный.

 

 В этом интервале можно использовать феноловый красный, фенолфталеин, тимолфталеин. Нельзя использовать метилоранж с интервалом перехода в кислой области.

в) титрование слабого основания сильной кислотой, скачок рН = 6,26 – 4,0. Нельзя использовать индикаторы типа фенолфталеина, работающие в щелочной области перехода окраски. Предпочтение отдается метиловому красному, метиловому оранжевому.

г) титрование многоосновных кислот или многокислотных оснований. Нейтрализация происходит в несколько ступеней. Для выбора индикатора рассчитывают рН для каждой точки эквивалентности.

Пример. Титрование фосфорной кислоты H₃PO₄ происходит в три ступени:

рН₁ = 4,33 титрование до NaH₂PO₄, индикатор - метиловый оранжевый

рН_II = 9,57 титрование до Na₂HPO₄, индикатор – фенолфталеин

рН_III = 12,72 титрование до Na₃PO₄, индикатор – тимоловый голубой

е) титрование соды (карбоната натрия)

Na₂CO₃ + HCl ↔ NaCl + NaHCO₃

CO₃^2- + H⁺ ↔ HCO₃^-

В точке эквивалентности [CO₃²] = [H⁺]

Метиловый красный (4,4 – 6.2) при рН < 7.0 – красный, рН > 7,0 - желтый

NaHCO₃ + HCl ↔ NaCl + H₂CO₃

HCO₃^- + Н⁺ ↔ H₂CO₃

В точке эквивалентности [НCO₃^-] = [H⁺]

Метиловый оранжевый (3,1 – 4,4) при рН < 7.0 – красный, рН > 7,0 - желтый

Требования к реакциям, лежащим в основе

 титриметрических методов анализа

    Взаимодействие титранта с определяемым веществом должно соответствовать стехиометрическому уравнению реакции. Титрант должен расходоваться только на реакцию с определяемым веществом. В свою очередь, определяемое вещество должно реагировать только с титрантом и не взаимодействовать, например, с кислородом воздуха.

     Реакция должна протекать количественно, т.е. константа равновесия реакции титрования должна быть велика.

Реакция должна протекать с большой скоростью.

Должен быть способ определения конца титрования.

Раствор титранта должен быть стандартизован.

NB! Т.о., наиболее важными являются выбор индикатора и стандартизация раствора титранта.