Теоретическая часть. Водные растворы характеризуются определенной концентрацией водородных ионов, зависящей от содержащихся в них веществ

Водные растворы характеризуются определенной концентрацией водородных ионов, зависящей от содержащихся в них веществ.

Методы определения рН растворов и биологических жидкостей делятся на две группы:

1. Колориметрические или непрямые методы.

2. Электрометрические или прямые методы.

Из этих методов наиболее простыми и распространенными являются колориметрические методы определения рН, основанные на свойстве кислотных и основных индикаторов изменять свою окраску в зависимости от активности ионов водорода (рН) в растворе.

Индикаторы колориметрии обычно представляют собой слабые органические кислоты или основания с различной окраской недиссоциированных молекул и соответствующих анионов или катионов. Например, молекулы метилового оранжевого окрашены в желтый цвет (щелочная среда), а его катионы - в красный (кислая среда). Границы рН, в которых меняется окраска индикатора, называется интервалом перехода. На практике, для точного определения рН, могут быть применены только такие индикаторы, которые дают промежуточные окраски между окраской в кислой и щелочной среде, например, различные оттенки оранжевого цвета у метилоранжа.

Изменение окраски, или, точнее, переход от «кислой» окраски к «щелочной» происходит у различных индикаторов при разных концентрациях водородных ионов в зависимости от константы диссоциации каждого индикатора. Поэтому можно подобрать соответствующие индикаторы и составить из них для растворов с точно измеренным значением рН целую шкалу окрасок. При помощи такой шкалы путем сравнения ее с окраской исследуемого раствора, обработанного соответствующим индикатором, можно определить концентрацию водородных ионов и соответственно рН.

В настоящее время для быстрого приближенного определения рН растворов применяют универсальный индикатор (или универсальную индикаторную бумагу), который представляет собой смеси индикаторов с разными, но примыкающими друг к другу интервалами перехода окраски. Этот метод даёт точность 0,5-1,0 рН. Обычно зона перехода окраски индикатора лежит в пределах двух единиц рH, т.е. на единицу выше и на единицу ниже точки перехода:

Сущность колориметрического метода определения рН заключается в сравнении окраски индикатора в исследуемом растворе с окраской индикатора в стандартном растворе, т. е., растворе с известной величиной рН.

Следовательно, кроме индикатора необходимо иметь ряд стандартных растворов с определенной и практически неизменной величиной рН. Обычно для этой цели пользуются буферными растворами, но существуют и безбуферные стандартные растворы.

Колориметрический метод позволяет просто, удобно, быстро – даже в полевых условиях – определить рН среды. Точность его - (0,1 единицы рН); не всегда считается достаточной наличие в растворе значительного количества солей, белков и пр. может привести к некоторым ошибкам. Мало пригоден метод в случае мутных и окрашенных жидкостей.