Индикатор Хризоидин чда, Казань

При проведении химического процесса чрезвычайно важно бывает проследить за условиями протекания реакции или установить достижение ее окончания. Иногда это удается наблюдать по некоторым внешним признакам: прекращению выделения пузырьков газа, изменению окраски раствора, выпадению осадка или, наоборот, переходу в раствор одного из компонентов реакции и т. п. В большинстве же случаев для определения окончания реакции пользуются реактивами вспомогательного действия, так называемыми индикаторами, которые вводят обычно в анализируемый раствор в небольших количествах. Индикаторами называются химические соединения, способные изменять окраску раствора в зависимости от условий среды, не влияя при этом непосредственно на испытуемый раствор и на направление реакции. Так, кислотно-щелочные индикаторы изменяют окраску в зависимости от pH среды; окислительно-восстановительные индикаторы — от потенциала среды; адсорбционные индикаторы — от степени адсорбции и т. д. Особенно широко применяют индикаторы в аналитической практике для титриметрического анализа. Они служат также важнейшим инструментом для контроля технологических процессов в химической, металлургической, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности. В сельском хозяйстве при помощи индикаторов проводят анализ и классификацию почв, устанавливают характер удобрений и необходимое количество их для внесения в почву. Различают кислотно-щелочные, флуоресцентные, окислительновосстановительные, адсорбционные и хемилюминесцентные индикаторы. КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНЫЕ (PH) ИНДИКАТОРЫКак известно из теории электролитической диссоциации, растворенные в воде химические соединения диссоциируют на положительно заряженные ионы — катионы и отрицательно заряженные — анионы. Вода также диссоциирует в очень малой степени на ионы водорода, заряженные положительно, и ионы гидроксила, заряженные отрицательно: Концентрацию водородных ионов в растворе обозначают символом . Если концентрация водородных и гидроксильных ионов в растворе одинакова, то такие растворы нейтральны и pH = 7. При концентрации водородных ионов, соответствующей pH от 7 до 0, раствор кислый, если же концентрация гидроксильных ионов больше (pH = от 7 до 14), раствор щелочной. Для измерения значения pH пользуются различными методами. Качественно же реакцию раствора можно определить с помощью специальных индикаторов, меняющих свою окраску в зависимости от концентрации водородных ионов. Такими индикаторами являются кислотно-щелочные индикаторы, которые реагируют на изменение pH среды. Кислотно-щелочные индикаторы в подавляющем большинстве являются красителями или другими органическими соединениями, молекулы которых претерпевают структурные изменения в зависимости от реакции среды. Ими пользуются в титриметрическом анализе при реакциях нейтрализации, а также для колориметрического определения pH. Индикатор Интервал pH перехода окраски Изменение окраскиМетиловый фиолетовый 0,13—3,2 Желтая — фиолетоваяТимоловый синий 1,2-2,8 Красная — желтаяТропеолин 00 1,4-3,2 Красная — желтая - Динитрофенол 2,4—4,0 Бесцветная — желтаяМетиловый оранжевый 3,1-4,4 Красная — желтаяНафтиловый красный 4,0-5,0 Красная — оранжеваяМетиловый красный 4,2-6,2 Красная — желтаяБромтимоловый синий 6,0—7,6 Желтая — синяяФеноловый красный 6,8—8,4 Желтая — краснаяМетакрезоловый пурпуровый 7,4—9,0 Желтая — фиолетоваяТимоловый синий 8,0—9,6 Желтая — синяяФенолфталеин 8,2—10,0 Бесцветная — краснаяТимолфталеин 9,4—10,6 Бесцветная — синяяАлизариновый желтый Р 10,0—12,0 Бледно-желтая — красно-оранжеваяТропеолин 0 11,0-13,0 Желтая — срзнжеваяМалахитовый зеленый 11,6-13,6 Зеленовато-голубая — бесцветная Если необходимо повысить точность измерения pH, то пользуются смешанными индикаторами. Для этого подбирают два индикатора с близкими интервалами pH перехода окраски, имеющими в этом интервале дополнительные цвета. При помощи такого смешанного индикатора можно проводить определения с точностью до 0,2 единицы pH. Широко пользуются также универсальными индикаторами, способными многократно изменять окраску в широком диапазоне значений pH. Хотя точность определения такими индикаторами не превышает 1,0 единицы pH, зато они позволяют вести определения в широком интервале pH: от 1,0 до 10,0. Универсальные индикаторы обычно представляют собой комбинацию из четырех — семи двухцветных или одноцветных индикаторов с различными интервалами pH перехода окраски, составленную таким образом, чтобы при изменении pH среды происходило заметное изменение окраски. Например, выпускаемый промышленностью универсальный индикатор РКС — смесь семи индикаторов: бромкрезолового пурпурового, бромкрезолового зеленого, метилового оранжевого, тро-пеолина 00, фенолфталеина, тимолового синего и бромтимолового синего. Этот индикатор в зависимости от pH имеет следующую окраску: при pH = 1 — малиновую, pH = 2 — розовато-оранжевую, pH =3 — оранжевую, pH = 4 — желто-оранжевую, pH =5 желтую, pH = 6 — зеленовато-желтую, pH = 7 — желто-зеленую,. РН = 8 — зеленую, pH = 9 — сине-зеленую, pH = 10 — серовато-синюю. Индивидуальные, смешанные и универсальные кислотно-щелочные индикаторы обычно растворяют в этиловом спирте и по нескольку капель добавляют в испытуемый раствор. По изменению окраски раствора судят о значении pH. Кроме спирторастворимых индикаторов, выпускаются также водорастворимые формы, представляющие собой аммонийные или натриевые соли этих индикаторов. Во многих случаях удобнее пользоваться не растворами индикаторов, а индикаторными бумажками. Последние готовят следующим образом: фильтровальную бумагу пропускают через стандартный раствор индикатора, отжимают бумагу от избыточного раствора, высушивают, разрезают на узкие полоски и брошюруют в книжечки. Для проведения испытания индикаторную бумажку опускают в испытуемый раствор или одну каплю раствора помещают на полоску индикаторной бумажки и наблюдают изменение ее окраски. ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ ИНДИКАТОРЫНекоторые химические соединения при воздействии на них ультрафиолетовых лучей обладают способностью при определенном значении pH вызывать флуоресценцию раствора или изменять ее цвет или оттенок.Этим свойством пользуются для кислотно-щелочного титрования масел, мутных и сильно окрашенных растворов, поскольку обычные индикаторы для этих целей непригодны.Работу с флуоресцентными индикаторами проводят при освещении исследуемого раствора ультрафиолетовым светом.Индикатор Интервал pH изменения флуоресценции (в ультрафиолетовом свете) Изменение цвета флуоресценции4-Этоксиакридон 1,4-3,2 Зеленый — синий2-Нафтиламин 2,8—4,4 Нарастание фиолетовой флуоресценцииДиметнлнафтэйродин 3,2—3,8 Лиловый — оранжевый1-Нафтиламнн 3,4-4,8 Нарастание синей флуоресцен¬цииАкридин 4,8—6,6 Зеленый — фиолетовый3,6-Диоксифталимид 6,0—8,0 Желто-зеленый — желтый2,3-Дициангидрохинон 6,8—8,8 Синий — зеленыйЭухризин 8,4—10,4 Оранжевый — зеленый1,5-Нафтиламинсульфамид 9,5—13,0 Желтый — зеленыйСС-кислота (1,8-аминонафтол 2,4-дисульфокислота) 10,0-12,0 Фиолетовый — зеленыйОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫОкислительно-восстановительные индикаторы — химические соединения, изменяющие окраску раствора в зависимости от значения окислительно-восстановительного потенциала. Они применяются в титриметрических методах анализа, а также в биологических исследованиях для колориметрического определения окислительно-восстановительного потенциала. Индикатор Нормальный окислительно-восстановительный потенциал (при рН=7), В Окраска раствора окислительная форма восстановленная формаНейтральный красный —0,330 Красно-фиолето-вая БесцветнаяСафранин Т —0,289 Коричневая БесцветнаяИндигомоносульфонат калия —0,160 Синяя БесцветнаяИндигодисульфонат калия —0,125 Синяя БесцветнаяИндиготрисульфонат калия —0,081 Синяя БесцветнаяИнднготетрасульфо¬нат калия —0,046 Синяя БесцветнаяТолуидиновый голу¬бой +0,007 Синяя БесцветнаяТнонин +0,06 Фиолетовая Бесцветнаяо-Крезолиндофенолят натрия +0,195 Красновато-синяя Бесцветная2,6-Днхлорфенолиндофенолят натрия +0,217 Красновато-синяя Бесцветнаям-Бромфенолиндофенолят натрия +0,248 Красновато-синяя БесцветнаяДифеинлбензидин +0,76 (кислый раствор) Фиолетовая Бесцветная АДСОРБЦИОННЫЕ ИНДИКАТОРЫАдсорбционные индикаторы — вещества, в присутствии которых происходит изменение цвета осадка, образующегося при титровании методом осаждения. Изменять цвет осадка при определенном значении pH способны многие кислотно-щелочные индикаторы, некоторые красители и другие химические соединения, что делает их пригодными для использования в качестве адсорбционных индикаторов. Индикатор Определяемый ион Ион осадитель Изменение окраскиАлизариновый красный С Желтая — розово-краснаяБромфеноловый синий Желтая — зеленая Сиреневая — желтая Фиолетовая — сине-зеленаяДифенилкарбазид , , Бесцветная — фиолетоваяКонго красный , , Красная — синяя Синяя — краснаяФлуоресцеин , Желто-зеленая — розоваяЭозин , Желто-красная — красно¬ фиолетоваяЭритрозин Красно-желтая — темно¬ краснаяХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИНДИКАТОРЫК этой группе индикаторов относятся вещества, способные при определенных значениях pH высвечивать видимым светом. Хемилюминесцентными индикаторами удобно пользоваться при работе с темными жидкостями, поскольку в данном случае в конечной точке титрования возникает свечение.Индикатор pH начала свеченияДиметилбисакриден Около 9,0Лофин 8,9—9,4Люминол 8,0—8,5Люцигенин 9,0-10,0,