Fenolftaleina într-un mediu alcalin capătă o culoare. Indicatori de culoare

Fenolftaleina este unul dintre cei mai simpli reprezentanți ai clasei ftaleinei. Se formează prin condensarea anhidridei ftalice și a fenolului obișnuit. Dacă acordați atenție formulei chimice pentru obținerea fenolftaleinei, atunci va fi un derivat dihidroxi al difenilftalidei. Fenolftaleina arată ca o substanță cristalină albă (posibil cu o ușoară nuanță gălbuie) cu un miros caracteristic. Cristalele sunt în formă de romb. Fenolftaleina este utilizată pe scară largă în medicină și chimie. Este unul dintre cei mai des utilizați indicatori pentru acizii slabi. Beneficiile fenolftaleinei sunt evidente.

Nu răspunde la temperaturi ridicate. De asemenea, este utilizat pentru reacții cu soluții alcoolice, dar culoarea unei soluții alcaline poate diferi ușor de violet. Dacă soluțiile de alcool sunt concentrate, culoarea poate fi albăstruie-violet. Fenolftaleina este utilizată pentru titrarea acizilor organici, pentru a determina nivelul de aciditate al alcoolilor, precum și al esterilor. Datorită proprietăților sale chimice, fenolftaleina este o parte integrantă a multor indicatori mixți. Fenolftaleina este utilizată cu succes pentru determinarea calorimetrică a nivelului de aciditate utilizând soluții tamponate și netamponite (conform metodei Michaelis). Această substanță chimică poate fi folosită și pentru analize calitative, de obicei fenolftaleina este folosită la pulverizarea cu plumb, zinc, cadmiu și magneziu, ceea ce are ca rezultat o schimbare a culorii.În medicină, fenolftaleina este folosită de aproape un secol și jumătate ca laxativ pentru constipația cronică (denumirea mai largă este purgen). Cu toate acestea, studii recente au arătat posibilitatea proprietăților pro-carcinogene ale fenolftaleinei, astfel încât în ​​majoritatea țărilor lumii aceasta nu este vândută gratuit în farmacii, ci este folosită doar ca reactiv chimic. Cu extremă precauție, fenolftaleina este utilizată în instituțiile medicale datorită capacității sale de a se acumula în organism, prin urmare, fenolftaleina nu este deloc utilizată pentru femeile însărcinate, vârstnici și persoanele cu boli ale sistemului urinar. Fenolftaleina are o a doua clasă de pericol și necesită respectarea regulilor standard de siguranță pentru reacțiile chimice.Fenolftaleina poate provoca reacții cutanate, care de obicei dispar după câteva zile. Acțiunea farmacologică a fenolftaleinei se bazează pe iritația intestinală, rezultând un efect laxativ. Urina care are o reacție alcalină devine roșie. Când anhidrida ftalică este încălzită cu fenoli în prezența acidului sulfuric sau a clorurii de zinc (agenți de eliminare a apei), are loc condensarea (cu eliminarea unei molecule de apă), ducând la formarea așa-numitelor ftaleine, care sunt derivați ai trifenilmetanului (C 6 H 5) 3 CH. Molecula de apă se formează din cauza atomului de oxigen al uneia dintre grupările carbonil ale moleculei de anhidridă ftalică și a acelor atomi de hidrogen ai două molecule de fenol care se află în poziția para față de grupările hidroxil:

Multe dintre ftaleine își găsesc utilizare ca indicatori datorită capacității lor de a-și schimba culoarea în funcție de concentrația ionilor de hidrogen (pH) în soluție. Deci, fenolftaleina incoloră, care are structura unei lactone, sub acțiunea alcalinelor formează (cu ruperea inelului lactonic) o sare, iar unul dintre nucleele benzenice capătă o structură chinoidală și devine astfel un cromofor:

Reactivi: Anhidridă ftalică..................................2,5 g (aproximativ 0,02 mol) Fenol...............................................5 g (aproximativ 0,05 mol)

Acid sulfuric; hidroxid de sodiu; acid acetic; acid clorhidric; alcool; cărbune activ

Un amestec de anhidridă ftalică și fenol cu ​​1 ml de acid sulfuric concentrat se pune într-o eprubetă largă și se încălzește timp de 3 ore. într-o baie de ulei la 125-130° (temperatura nu trebuie să crească peste 130°!). Lichidul din eprubetă este agitat periodic cu un termometru scufundat în el. La sfârșitul reacției, amestecul încă fierbinte se toarnă într-un pahar cu 50 ml apă și se fierbe până când mirosul de fenol dispare. Soluția se lasă să se răcească, după care se filtrează pe o pâlnie Buchner, încercând pe cât posibil să nu se transfere precipitatul în filtru. Precipitatul din pahar (și parțial pe filtru) se spală de două ori cu mici porțiuni de apă rece, se dizolvă într-o cantitate mică de soluție caldă de hidroxid de sodiu 5% și se filtrează. Filtratul roșu închis se acidulează cu acid acetic, se adaugă 1-2 picături de acid clorhidric și se lasă să stea peste noapte. Precipitatul format este filtrat și uscat. Randamentul produsului brut este de aproximativ 2 g. Pentru a obține fenolftaleină pură, produsul rezultat este dizolvat prin încălzire în aproximativ 10 ml de alcool, fiert cu cărbune activ, soluția fierbinte este aspirată și cărbunele este spălat cu alcool fierbinte. După răcire, soluția este diluată cu agitare cu de opt ori cantitatea de apă, filtrată, filtratul este încălzit într-o cană de porțelan (pe baie de apă) pentru a îndepărta o parte semnificativă a alcoolului și lăsat să stea o jumătate de oră. Cristalele precipitate se filtrează și se usucă în aer. Randament aproximativ 1 g. Temp. mp 250-253°.

Printre varietatea de substanțe organice, există compuși speciali care se caracterizează prin schimbări de culoare în diferite medii. Înainte de apariția pH-metrelor electronice moderne, indicatorii erau „instrumente” indispensabile pentru determinarea indicatorilor acido-bazici ai mediului și continuă să fie utilizați în practica de laborator ca substanțe auxiliare în chimia analitică și, de asemenea, în absența echipamentului necesar.

Pentru ce sunt indicatorii?

Inițial, proprietatea acestor compuși de a-și schimba culoarea în diferite medii a fost utilizată pe scară largă pentru a determina vizual proprietățile acido-bazice ale substanțelor în soluție, ceea ce a ajutat nu numai la determinarea naturii mediului, ci și la tragerea unei concluzii despre produsele de reacție rezultate. Soluțiile indicatoare continuă să fie utilizate în practica de laborator pentru a determina concentrația de substanțe prin titrare și vă permit să învățați cum să utilizați metode improvizate în absența pH-metrelor moderne.

Există câteva zeci de astfel de substanțe, fiecare dintre ele sensibilă la o zonă destul de îngustă: de obicei nu depășește 3 puncte pe scala informativității. Datorită unei astfel de varietăți de cromofori și activității lor scăzute între ei, oamenii de știință au reușit să creeze indicatori universali care sunt utilizați pe scară largă în condiții de laborator și industriale.

Cei mai folosiți indicatori de pH

Este de remarcat faptul că, pe lângă proprietatea de identificare, acești compuși au o capacitate bună de vopsire, ceea ce le permite să fie utilizați pentru vopsirea țesăturilor în industria textilă. Dintre numărul mare de indicatori de culoare din chimie, cei mai faimoși și folosiți sunt metil portocaliu (metil portocaliu) și fenolftaleina. Majoritatea celorlalți cromofori sunt utilizați în prezent în amestec între ei sau pentru sinteze și reacții specifice.

metil portocală

Mulți coloranți sunt numiți după culorile lor primare într-un mediu neutru, ceea ce este, de asemenea, caracteristic acestui cromofor. Portocaliul de metil este un colorant azoic având o grupare - N = N - în compoziția sa, care este responsabil pentru trecerea culorii indicatorului la roșu în și la galben în alcalin. Compușii azo în sine nu sunt baze puternice, totuși, prezența grupărilor donatoare de electroni (‒ OH, ‒ NH 2 , ‒ NH (CH 3), ‒ N (CH 3) 2 etc.) crește bazicitatea unuia dintre atomii de azot, care devine capabil să atașeze protonii de hidrogen conform principiului donor-acceptor. Prin urmare, cu o modificare a concentrației ionilor H + într-o soluție, se poate observa o schimbare a culorii indicatorului acido-bazic.

Mai multe despre obținerea metil-orange

Se obține metil portocaliu în reacția cu diazotarea acidului sulfanilic C6H4(SO3H)NH2 urmată de o combinație cu dimetilanilina C6H5N(CH3)2. Acidul sulfanilic este dizolvat într-o soluție alcalină de sodiu prin adăugarea de nitrit de sodiu NaN02 și apoi răcit cu gheață pentru a realiza sinteza la temperaturi cât mai apropiate de 0°C și se adaugă acid clorhidric HCI. În continuare, se prepară o soluție separată de dimetilanilină în HCI, care se toarnă în prima soluție la răcire, obținându-se un colorant. Se alcalinizează în continuare, iar din soluție precipită cristale portocalii închise, care, după câteva ore, sunt filtrate și uscate într-o baie de apă.

Fenolftaleină

Acest cromofor și-a primit numele de la adăugarea numelor celor doi reactivi care sunt implicați în sinteza sa. Culoarea indicatorului se remarcă prin schimbarea culorii sale într-un mediu alcalin cu dobândirea unei nuanțe de zmeură (roșu-violet, zmeură-roșu), care devine incoloră atunci când soluția este puternic alcalinizată. Fenolftaleina poate lua mai multe forme în funcție de pH-ul mediului, iar în mediile puternic acide are o culoare portocalie.

Acest cromofor se obţine prin condensarea fenolului şi anhidridei ftalice în prezenţa clorurii de zinc ZnCl 2 sau a acidului sulfuric concentrat H 2 SO 4 . În stare solidă, moleculele de fenolftaleină sunt cristale incolore.

Anterior, fenolftaleina a fost utilizată în mod activ în crearea laxativelor, dar treptat utilizarea sa a fost redusă semnificativ datorită proprietăților cumulate stabilite.

Turnesol

Acest indicator a fost unul dintre primii reactivi utilizați pe purtătorii solizi. Turnesolul este un amestec complex de compuși naturali care se obține din anumite tipuri de licheni. Este folosit nu numai ca, ci și ca mijloc de determinare a pH-ului mediului. Acesta este unul dintre primii indicatori care au început să fie utilizați de om în practica chimică: este folosit sub formă de soluții apoase sau benzi de hârtie de filtru impregnate cu acesta. Turnesolul în stare solidă este o pulbere întunecată cu un ușor miros de amoniac. Când este dizolvat în apă pură, culoarea indicatorului devine violet, iar atunci când este acidulată, devine roșie. Într-un mediu alcalin, turnesolul devine albastru, ceea ce face posibilă utilizarea acestuia ca indicator universal pentru determinarea generală a indicatorului mediu.

Nu este posibil să se stabilească cu exactitate mecanismul și natura reacției care are loc atunci când pH-ul se modifică în structurile componentelor turnesolului, deoarece poate include până la 15 compuși diferiți, dintre care unii pot fi substanțe active inseparabile, ceea ce complică studiile lor individuale ale proprietăților chimice și fizice.

Hârtie indicator universală

Odată cu dezvoltarea științei și apariția lucrărilor indicatoare, stabilirea indicatorilor de mediu a devenit mult mai simplă, deoarece acum nu era necesar să existe reactivi lichizi gata pregătiți pentru orice cercetare de teren, pe care oamenii de știință și oamenii de știință criminaliști îi folosesc încă cu succes. Deci, soluțiile au fost înlocuite cu hârtii indicator universale, care, datorită spectrului lor larg de acțiune, au eliminat aproape complet necesitatea folosirii oricăror alți indicatori acido-bazici.

Compoziția benzilor impregnate poate varia de la producător la producător, astfel încât o listă aproximativă de ingrediente poate fi următoarea:

  • fenolftaleină (0-3,0 şi 8,2-11);
  • galben de (di)metil (2,9-4,0);
  • metil portocaliu (3,1-4,4);
  • roșu de metil (4,2-6,2);
  • albastru de bromtimol (6,0-7,8);
  • a-naftolftaleină (7,3-8,7);
  • albastru de timol (8,0-9,6);
  • crezolftaleină (8,2-9,8).

Ambalajul conține în mod necesar standarde de scară de culoare care vă permit să determinați pH-ul mediului de la 0 la 12 (aproximativ 14) cu o precizie de un număr întreg.

Printre altele, acești compuși pot fi utilizați împreună în soluții apoase și apos-alcoolice, ceea ce face ca utilizarea unor astfel de amestecuri să fie foarte convenabilă. Cu toate acestea, unele dintre aceste substanțe pot fi slab solubile în apă, așa că este necesar să se selecteze un solvent organic universal.

Datorită proprietăților lor, indicatorii acido-bazici și-au găsit aplicarea în multe domenii ale științei, iar diversitatea lor a făcut posibilă crearea de amestecuri universale care sunt sensibile la o gamă largă de valori ale pH-ului.

Fenolftaleina este unul dintre cei mai simpli reprezentanți ai clasei ftaleinei. Se formează prin condensarea anhidridei ftalice și a fenolului obișnuit. Dacă acordați atenție formulei chimice pentru obținerea fenolftaleinei, atunci va fi un derivat dihidroxi al difenilftalidei. Fenolftaleina arată ca o substanță cristalină albă (posibil cu o ușoară nuanță gălbuie) cu un miros caracteristic. Cristalele sunt în formă de romb. Fenolftaleina este utilizată pe scară largă în medicină și chimie. Este unul dintre cei mai des utilizați indicatori pentru acizii slabi. Beneficiile fenolftaleinei sunt evidente.

Nu răspunde la temperaturi ridicate. De asemenea, este utilizat pentru reacții cu soluții alcoolice, dar culoarea unei soluții alcaline poate diferi ușor de violet. Dacă soluțiile de alcool sunt concentrate, culoarea poate fi albăstruie-violet. Fenolftaleina este utilizată pentru titrarea acizilor organici, pentru a determina nivelul de aciditate al alcoolilor, precum și al esterilor. Datorită proprietăților sale chimice, fenolftaleina este o parte integrantă a multor indicatori mixți. Fenolftaleina este utilizată cu succes pentru determinarea calorimetrică a nivelului de aciditate utilizând soluții tamponate și netamponite (conform metodei Michaelis). Această substanță chimică poate fi folosită și pentru analize calitative, de obicei fenolftaleina este folosită la pulverizarea cu plumb, zinc, cadmiu și magneziu, ceea ce are ca rezultat o schimbare a culorii.În medicină, fenolftaleina este folosită de aproape un secol și jumătate ca laxativ pentru constipația cronică (denumirea mai largă este purgen). Cu toate acestea, studii recente au arătat posibilitatea proprietăților pro-carcinogene ale fenolftaleinei, astfel încât în ​​majoritatea țărilor lumii aceasta nu este vândută gratuit în farmacii, ci este folosită doar ca reactiv chimic. Cu extremă precauție, fenolftaleina este utilizată în instituțiile medicale datorită capacității sale de a se acumula în organism, prin urmare, fenolftaleina nu este deloc utilizată pentru femeile însărcinate, vârstnici și persoanele cu boli ale sistemului urinar. Fenolftaleina are o a doua clasă de pericol și necesită respectarea regulilor standard de siguranță pentru reacțiile chimice.Fenolftaleina poate provoca reacții cutanate, care de obicei dispar după câteva zile. Acțiunea farmacologică a fenolftaleinei se bazează pe iritația intestinală, rezultând un efect laxativ. Urina care are o reacție alcalină devine roșie. Când anhidrida ftalică este încălzită cu fenoli în prezența acidului sulfuric sau a clorurii de zinc (agenți de eliminare a apei), are loc condensarea (cu eliminarea unei molecule de apă), ducând la formarea așa-numitelor ftaleine, care sunt derivați ai trifenilmetanului (C 6 H 5) 3 CH. Molecula de apă se formează din cauza atomului de oxigen al uneia dintre grupările carbonil ale moleculei de anhidridă ftalică și a acelor atomi de hidrogen ai două molecule de fenol care se află în poziția para față de grupările hidroxil:

Multe dintre ftaleine își găsesc utilizare ca indicatori datorită capacității lor de a-și schimba culoarea în funcție de concentrația ionilor de hidrogen (pH) în soluție. Deci, fenolftaleina incoloră, care are structura unei lactone, sub acțiunea alcalinelor formează (cu ruperea inelului lactonic) o sare, iar unul dintre nucleele benzenice capătă o structură chinoidală și devine astfel un cromofor:

Reactivi: Anhidridă ftalică..................................2,5 g (aproximativ 0,02 mol) Fenol...............................................5 g (aproximativ 0,05 mol)

Acid sulfuric; hidroxid de sodiu; acid acetic; acid clorhidric; alcool; cărbune activ

Un amestec de anhidridă ftalică și fenol cu ​​1 ml de acid sulfuric concentrat se pune într-o eprubetă largă și se încălzește timp de 3 ore. într-o baie de ulei la 125-130° (temperatura nu trebuie să crească peste 130°!). Lichidul din eprubetă este agitat periodic cu un termometru scufundat în el. La sfârșitul reacției, amestecul încă fierbinte se toarnă într-un pahar cu 50 ml apă și se fierbe până când mirosul de fenol dispare. Soluția se lasă să se răcească, după care se filtrează pe o pâlnie Buchner, încercând pe cât posibil să nu se transfere precipitatul în filtru. Precipitatul din pahar (și parțial pe filtru) se spală de două ori cu mici porțiuni de apă rece, se dizolvă într-o cantitate mică de soluție caldă de hidroxid de sodiu 5% și se filtrează. Filtratul roșu închis se acidulează cu acid acetic, se adaugă 1-2 picături de acid clorhidric și se lasă să stea peste noapte. Precipitatul format este filtrat și uscat. Randamentul produsului brut este de aproximativ 2 g. Pentru a obține fenolftaleină pură, produsul rezultat este dizolvat prin încălzire în aproximativ 10 ml de alcool, fiert cu cărbune activ, soluția fierbinte este aspirată și cărbunele este spălat cu alcool fierbinte. După răcire, soluția este diluată cu agitare cu de opt ori cantitatea de apă, filtrată, filtratul este încălzit într-o cană de porțelan (pe baie de apă) pentru a îndepărta o parte semnificativă a alcoolului și lăsat să stea o jumătate de oră. Cristalele precipitate se filtrează și se usucă în aer. Randament aproximativ 1 g. Temp. mp 250-253°.

Substanțele care își schimbă culoarea atunci când reacția mediului se modifică sunt indicatori - cel mai adesea compuși organici complecși - acizi slabi sau baze slabe. Schematic, compoziția indicatorilor poate fi exprimată prin formulele НInd sau IndOH, unde Ind este un anion organic complex sau cation indicator.

În practică, indicatorii au fost folosiți de mult timp, dar prima încercare de a explica acțiunea lor a fost făcută în 1894 de Ostwald, care a creat așa-numita teorie ionică. Conform acestei teorii, moleculele indicator nedisociate și ionii săi Ind au culori diferite în soluție, iar culoarea soluției se modifică în funcție de poziția de echilibru de disociere a indicatorului. De exemplu, fenolftaleina (un indicator acid) are molecule incolore și anioni purpuri; metil portocaliu (indicator principal) - molecule galbene și cationi roșii.

fenolftaleină metil portocală

HIndH + + Ind–IndOH
Ind + +OH-

incolor zmeura. galben roșu

O schimbare în conformitate cu principiul lui Le Chatelier duce la o schimbare a echilibrului la dreapta sau la stânga.

Conform teoriei cromoforului (Hanch), care a apărut mai târziu, schimbarea culorii indicatorilor este asociată cu o rearanjare reversibilă a atomilor în molecula unui compus organic. O astfel de rearanjare reversibilă în chimia organică se numește tautomerism. Dacă, ca urmare a unei modificări tautomerice a structurii, în molecula unui compus organic apar grupuri speciale numite cromofori, atunci substanța organică capătă o culoare. Cromoforii sunt grupuri de atomi care conțin una sau mai multe legături multiple care provoacă absorbția selectivă a vibrațiilor electromagnetice în regiunea UV. Grupările de atomi și legături, cum ar fi −N=N− , =C=S , −N=O, structurile chinoide etc., pot acționa ca grupări cromofore.

Când o transformare tautomeră duce la o modificare a structurii cromoforului, culoarea se schimbă; dacă, după rearanjare, molecula nu mai conține un cromofor, culoarea va dispărea.

Ideile moderne se bazează pe teoria ion-cromoforică, conform căreia schimbarea culorii indicatorilor se datorează trecerii de la forma ionică la cea moleculară și invers, însoțită de o modificare a structurii indicatorilor. Astfel, unul și același indicator poate exista în două forme cu structuri moleculare diferite, iar aceste forme se pot transforma una în alta și se stabilește un echilibru între ele în soluție.

Ca exemplu, putem lua în considerare modificările structurale ale moleculelor indicatorilor tipici acido-bazici - fenolftaleina și metil portocaliu sub acțiunea soluțiilor alcaline și acide (la diferite valori ale pH-ului).

Reacția, în urma căreia, datorită rearanjarii tautomere a structurii moleculei de fenolftaleină, apare în ea o grupare cromofor, care provoacă apariția culorii, se desfășoară conform următoarei ecuații:

incolor incolor incolor

purpuriu

Indicatorii, ca electroliți slabi, au constante mici de disociere. De exemplu, K d al fenolftaleinei este 2 ∙ 10 -10 iar în medii neutre se găsește mai ales sub forma moleculelor sale datorită unei concentrații foarte scăzute de ioni, motiv pentru care rămâne incoloră. Când se adaugă alcalii, ionii H + ai fenolftaleinei se leagă, se „contractează” cu ioni OH - alcalini, formând molecule de apă, iar poziția de echilibru a disocierii indicatorului se deplasează spre dreapta - spre o creștere a concentrației de ind - ioni. Într-un mediu alcalin, se formează o sare disodică, care are o structură chinoidă, care provoacă culoarea indicatorului. Schimbarea echilibrului între formele tautomerice are loc treptat. Prin urmare, culoarea indicatorului nu se schimbă imediat, ci trece printr-o culoare mixtă până la culoarea anionilor. Atunci când în aceeași soluție se adaugă un acid concomitent cu neutralizarea unui alcali - la o concentrație suficientă de ioni H + -, poziția de echilibru a disociației indicatorului se deplasează spre stânga, spre molarizare, soluția devine din nou decolorată.

În mod similar, culoarea portocaliului de metil se modifică: moleculele neutre de portocală de metil dau soluției o culoare galbenă, care, ca urmare a protonației, se transformă în roșu, corespunzător structurii chinoidului. Această tranziție se observă în intervalul de pH 4,4–3,1:

galben rosu

Astfel, culoarea indicatorilor depinde de mediul pH. Intensitatea culorii unor astfel de indicatori este destul de mare și este clar vizibilă chiar și cu introducerea unei cantități mici de indicator, care nu poate afecta semnificativ pH-ul soluției.

O soluție care conține un indicator își schimbă culoarea continuu pe măsură ce pH-ul se modifică. Ochiul uman, însă, nu este foarte sensibil la astfel de schimbări. Intervalul în care se observă schimbarea culorii indicatorului este determinat de limitele fiziologice ale percepției culorii de către ochiul uman. Cu o vedere normală, ochiul este capabil să distingă prezența unei culori într-un amestec al acesteia cu o altă culoare numai dacă există cel puțin o anumită densitate de prag a primei culori: o schimbare a culorii indicatorului este percepută numai în zona în care există un exces de 5-10 ori al unei forme în raport cu cealaltă. Luând ca exemplu HInd și caracterizând starea de echilibru

Hind
H ++ Ind-

constantă corespunzătoare

,

se poate scrie că indicatorul își arată culoarea pur acidă, surprinsă de obicei de observator, când

,

si o culoare pur alcalina la

În intervalul determinat de aceste valori, apare o culoare mixtă a indicatorului.

Astfel, ochiul observatorului distinge o schimbare de culoare numai atunci când reacția mediului se modifică în intervalul de aproximativ 2 unități de pH. De exemplu, în fenolftaleină, acest interval de pH este de la 8,2 la 10,5: la pH = 8,2, ochiul observă începutul apariției unei culori roz, care se intensifică până la pH = 10,5, iar la pH = 10,5, creșterea culorii roșii este deja imperceptibilă. Acest interval de valori ale pH-ului, în care ochiul distinge o schimbare a culorii indicatorului, se numește interval de tranziție a culorii indicatorului. Pentru metil portocaliu, K D = 1,65 10 -4 și pK = 3,8. Aceasta înseamnă că la pH = 3,8, formele neutre și disociate sunt în echilibru în concentrații aproximativ egale.

Intervalul de pH specificat de aproximativ 2 unități pentru diferiți indicatori nu se încadrează în aceeași regiune a scalei pH, deoarece poziția sa depinde de valoarea specifică a constantei de disociere a fiecărui indicator: cu cât este mai puternic acidul HInd, cu atât intervalul de tranziție al indicatorului este mai acid. În tabel. 18 prezintă intervalele de tranziție și culorile celor mai comuni indicatori acido-bazici.

Pentru a determina mai precis valoarea pH-ului soluțiilor, se folosește un amestec complex de mai mulți indicatori aplicați hârtiei de filtru (așa-numitul „indicator universal Kolthoff”). O bandă de hârtie indicatoare este scufundată în soluția de testare, așezată pe un substrat alb impermeabil, iar culoarea benzii este rapid comparată cu scala de referință pentru pH.

Tabelul 18

Intervale de tranziție și colorare în diverse medii

cei mai comuni indicatori acido-bazici

Nume

Culoarea indicatorului în diferite medii

Fenolftaleină

incolor

purpuriu

8.0 < pH < 9.8

purpuriu

violet

5 < рН < 8

Metil

portocale

portocale

3.1< рН < 4.4

Metil

violet

violet

Bromocrezol

Bromotimol

timol

2,5 < pH < 7,9

culoare: în mediu acid este roșu, iar în mediu alcalin este albastru.

Astăzi sunt cunoscuți câteva sute de indicatori acido-bazici, sintetizați artificial încă de la mijlocul secolului al XIX-lea. Unele dintre ele pot fi găsite în laboratorul de chimie al școlii. Indicatorul metil portocaliu (metil portocaliu) este roșu în mediu acid, portocaliu în mediu neutru și galben în mediu alcalin. O schemă de culori mai strălucitoare este caracteristică indicatorului de albastru timol: într-un mediu acid este roșu zmeură, într-un mediu neutru este galben, iar într-un mediu alcalin este albastru. Indicatorul fenolftaleina (se vinde în farmacie sub denumirea de „purgen”) este incolor într-un mediu acid și neutru și are o culoare purpurie într-un mediu alcalin. Prin urmare, fenolftaleina este utilizată numai pentru a determina mediul alcalin. În funcție de aciditatea mediului, culoarea se schimbă și colorantul verde strălucitor (se folosește o sută de soluție de alcool ca dezinfectant - „verde strălucitor”). Pentru a verifica acest lucru, trebuie să pregătiți o soluție diluată de verde strălucitor: turnați câțiva mililitri de apă într-o eprubetă și adăugați una sau două picături dintr-un preparat farmaceutic. Soluția va dobândi o culoare frumoasă verde-albastru. Într-un mediu puternic acid, culoarea sa se va schimba în galben, iar într-o soluție puternic alcalină va deveni incoloră.

Cu toate acestea, cel mai adesea în practica de laborator, se utilizează un indicator universal - un amestec de mai mulți indicatori acido-bazici. Îl face ușor de determinat nu numai

Indicatorul de albastru timol este roșu zmeură într-un mediu acid, galben într-un mediu neutru și albastru într-un mediu alcalin.

natura mediului (acid, neutru, alcalin), dar și valoarea acidității (pH) a soluției.

amestecul rezultat se numește acid magic.

Acest compus își datorează numele tânărului chimist german I. Lukas, care a lucrat în grupul celebrului chimist Georg Ohl,

Laureat al Premiului Nobel în 1994, În timpul sărbătorilor de Crăciun, unul dintre membrii grupului, pentru distracție, a aruncat o lumânare de ceară în acest „amestec infernal”, care s-a dizolvat imediat. — Da, e acid magic! exclamă Lucas șocat. De atunci, termenul a devenit nu numai comun în rândul chimiștilor, ci este înregistrat oficial ca marcă comercială. Acidul magic este de 10-15 ori mai „acid” decât acidul sulfuric concentrat.

ACIDITATEA MEDIULUI. RATE DE HIDROGEN

Pentru a caracteriza aciditatea mediului se introduce valoarea pH-ului, care este egala cu logaritmul zecimal al concentratiei molare a ionilor de hidrogen luat cu semnul opus: pH=-lg.

În funcție de concentrația ionilor H +, soluția poate fi acidă, neutră sau alcalină. Apa distilată luată la o temperatură de 22 ° C este considerată neutră. Fiind un electrolit slab, apa se disociază parțial în ioni de H + (în soluții apoase este întotdeauna hidratată și este prezentă sub formă de H 3 O +) și OH -. Concentrațiile lor sunt aceleași și se ridică la 10 -7 mol/l la temperatura camerei.

Este ușor de calculat că pentru o soluție neutră (apă distilată) pH=-lg(10 -7)=7. Dacă valoarea pH-ului este mai mică de 7, soluția este acidă, deoarece concentrația de ioni de hidrogen în ea este mai mare decât concentrația de ioni de hidroxid. De exemplu, o soluție de acid clorhidric cu o concentrație de 1 mol/l are pH=-lg(1)=0.

Și la pH mai mare de 7, concentrația de ioni de hidrogen din soluție este mai mică decât concentrația de ioni de hidroxid. Astfel de soluții se numesc alcaline. În special, pH-ul unei soluții concentrate de hidroxid de sodiu (10 mol/l) este 15. Apa de ploaie are de obicei o reacție ușor acidă a mediului (pH=6) datorită dizolvării dioxidului de carbon în ea; Ploaia este considerată acidă dacă pH-ul său este<5. Желудочный сок - это сильно­кислая среда (рН=1,7), а рН крови (7,4), слюны (6,9) и слезы (7) близок к нейтральному.

Pentru a determina aciditatea unui mediu, se folosesc adesea indicatori acido-bazici - substanțe speciale care au culori diferite în medii diferite. De regulă, acizii organici slabi sau bazele care conțin cromofori (din greacă„chroma” – „culoare” și „foro” – „eu port”) care conferă acestor substanțe o culoare strălucitoare. În laboratorul de chimie al școlii, turnesolul, metil portocala și fenolftaleina sunt utilizate în mod obișnuit ca indicatori.