ПОКАЗАТЕЛИ по химия(лат. индикаторен указател) - вещества, които променят цвета си в присъствието на определени химични съединения в изследваната среда (в разтвор, във въздуха, в клетките, в тъканите), както и когато pH или редокс потенциалът на средата промени; намират широко приложение в биохимични, клинични и санитарни лаборатории.

I. се използва за определяне на края на реакцията (точка на еквивалентност) по време на титруване, за колориметрично определяне на стойностите на рН или редокс потенциали, за откриване на различни видове вещества в определени обекти на изследване. За всички тези цели I. се използва под формата на водни или алкохолни разтвори или под формата на индикаторни хартии, които представляват ленти от филтърна хартия, напоени с I.

В зависимост от целта и механизма на действие И. се подразделят на няколко групи.

Киселинно-алкални индикаториса сложни органични съединения, които променят цвета си (двуцветен I.) или неговия интензитет (едноцветен I.) в зависимост от pH на средата. Двуцветният I. е например лакмоид: в алкална среда има син цвят, а в кисела среда е червен. Пример за едноцветен I. е фенолфталеинът, който е безцветен в кисела средаи малина до алкална.

Според теорията на Оствалд (W. Ostwald), киселинно-базовите I. са слаби органични до-ти или основи, чиито недисоциирани молекули имат различен цвят в p-re от анионите и катионите, които образуват. Фенолфталеинът, например, е слаб до - това, че недисоциираните молекули са безцветни, а анионите оцветяват разтворите в малинов цвят. В разтворите на И., които са слаби на-ти, дисоциират според уравнението

където HA са недисоциирани I. молекули, H + са водородни йони, а A - са I. аниони.

Йонизационната константа на такъв I. е равна на

Ka \u003d [H +] [A -] / [NA] (2)

(квадратните скоби означават моларните концентрации на съответните частици).

I., които са слаби основи, дисоциират според уравнението

където BOH са недисоциирани I. молекули, B+ са I. катиони и OH- са хидроксилни йони.

Константата на дисоциация на тези I. е

Kb = / (4)

От уравнения 2 и 4 следва, че колкото по-голяма е константата на дисоциация, толкова повече I. се разпада на йони и следователно при по-високи концентрации на H + йони (в случаите, когато P. е слаба киселина) или OH йони - (в случаи, когато аз.- слаба основа) неговата дисоциация се потиска и настъпва промяна на цвета. Различните I. имат различни стойности на Ka и Kb, следователно те променят цвета си при различни стойности на pH на средата. Този интервал от стойности на рН, в който се случва промяната на цвета на този I., се нарича зона на действие или преходен интервал на I. Преходният интервал на I. обикновено е равен на pK ± 1, където pK е -lgK. Точката на преход на I. се нарича тази стойност на рН, при която визуално най-ясно се възприема промяната на цвета на I. Точката на преход е приблизително равна на стойността на pK на този I.

Киселинно-основните I. се използват широко при титруване на - t и основи, както и за колориметрично измерване на стойността на рН на биоли, течности, клетки, тъкани и др.

Титруването на to-t и алкали трябва да бъде завършено в момента на достигане на точката на еквивалентност, т.е. в момента, когато такъв обем титрант се добавя към титрирания разтвор към вас (алкали), в Krom съдържа еквивалентно количество на -вие (алкали). За да направите това, е необходимо да се приложи такъв I., точката на преход към рого е равна на стойността на рН на титрирания разтвор в точката на еквивалентност (виж Метод на неутрализация). В табл. I. са изброени, най-използвани при титруване на - t и основи.

Качественото определяне на киселинността и алкалността се извършва с помощта на т.нар. неутрален I., чиято точка на преход е практически при рН 7,0. Те включват например лакмус, който в кисела среда (рН по-малко от 7,0) е червен, а в алкална среда (рН над 7,0) Син цвят; неутрално червено, ставащо червено в кисела среда и жълто в алкална среда.

Приблизителното измерване на стойността на pH на средата (с точност от 0,5-1,0 единици pH) обикновено се извършва с помощта на универсален (комбиниран) I., който е смес от няколко I., чиито преходни интервали са близки един към друг и покриват широк диапазон от стойности на pH.

Към 0,5 ml от тестовата течност добавете 1-2 капки разтвор на универсален I. И.

За по-точно (0,1-0,5 pH единица) колориметрично определяне на стойността на pH обикновено се използват едноцветни I. в кисела среда) до жълто (в алкална среда). Със същата цел използвайте редица двуцветни А., предлагани от Кларк (W. M. Clark) и Labs (H. A. Lubs), които са сулфофталеини. Киселинните и алкалните форми на тези I. се различават рязко по цвят, това е тяхното предимство пред индикаторите на Михаелис.

Редокс или редокс индикатори, са органични багрила, чийто цвят в окислено и редуцирано състояние е различен. Такива I. се използват при оксидиметрично титруване (виж Оксидиметрия), както и за колориметрично определяне на редокс потенциала на течности (вж. Редокс потенциал), отделни клетки и тъкани в цитохимични и цитолни лаборатории. Повечето редокс индикатори се превръщат в безцветни съединения при редукция и се оцветяват при окисление. Окислените и редуцирани форми на I. са в разтвори в състояние на динамично равновесие:

окислена форма + не<->редуцирана форма, където n е броят на електроните.

Съотношението между равновесните концентрации на двете форми на този I. и следователно цветът на разтвора в Krom е I. зависи от големината на редокс потенциала на разтвора. Ако стойността на потенциала на разтвора е по-голяма от нормалния редокс потенциал (E0) на този редокс индикатор, тогава по-голямата част от I. в този разтвор преминава в окислена форма (обикновено оцветена), ако редокс потенциалът на средата под изследването е по-малко от E0, тогава I. се превръща в редуцирана форма (обикновено безцветна). При равенство на стойностите на редокс потенциала на околната среда и E0 на индикатора за концентрация на окислените и възстановени форми I. са равни един на друг. Имайки серия от I. с различни стойности на E0, е възможно да се прецени величината на редокс потенциала на дадена среда по техния цвят в дадена среда. Редокс индикаторите, предложени от Михаелис, които имат общото наименование "виологени" и са производни на гама и гама "-дипиридили, имат ниска токсичност и се използват широко за измерване на редокс потенциала в биосистеми; в тези I., редуцираната форма е оцветен.

Нормалният редокс потенциал на виологените не зависи от рН стойността на разтвора. Това ги отличава от другите редокс индикатори.

Комплексометрични индикатори (метални индикатори)са водоразтворими органични багрила, способни да образуват оцветени комплексни съединения с метални йони. Тези I. се използват за установяване на точката на еквивалентност при комплексонометрично титруване (виж Комплексометрия).

Индикатори за адсорбция- Това са органични багрила, адсорбирани върху повърхността на утайки, образувани при титруване по метода на утаяването, и променят цвета си при достигане на точката на еквивалентност. Например, когато хлоридите се титруват със сребърен нитрат, тропеолин 00 променя цвета си в точката на еквивалентност от жълт на розов.

Хемилуминесцентни (флуоресцентни) индикатори- органични съединения (например луменол, луцегинин, силаксен и др.), които имат способността да луминесцират при естествена светлина или при облъчване с ултравиолетова светлина. Интензитетът и цветът на луминесценцията зависят както от стойността на рН на средата, така и от стойността на нейния редокс потенциал; тези I. се използват при титруване (по време на неутрализация и оксидиметрия) на силно оцветени или мътни течности, когато промяната в цвета на обикновените I. е незабележима.

И. се използват в много биохимични. прилаганите методи в клин.- биохим. лаборатории. Най-често използваните от тях са бромтимолово синьо (при определяне на активността на фруктозо дифосфат алдолазата в кръвния серум, активността на ацетилхолинестеразата и холинестеразата в кръвния серум според A. A. Pokrovsky, както и активността на карбоксилестераза в кръвта според A. A. Pokrovsky и L. G. Ponomareva), бромофенол синьо (при електрофоретично разделяне на различни протеини за оцветяване на електрофореграми заедно с амидо черно и киселинно синьо-черно), универсален I., фенолно червено (при определяне на активността на аспартат и аланин аминотрансферазите в кръвния серум , холинестеразната активност в кръвния серум и др.), фенолфталеин, нитрозин тетразол, използвани за качество и количествено определянеактивност на различни дехидрогенази (вж. Дехидрогенази) и др.

Име на индикатора	Интервал на преход на индикатора, в pH единици
		Киселинна форма на индикатора	Алкален индикатор
Tropeolin 00 (натриев дифениламиноазо-n-бензенсулфонат)
Диметил жълто (диметиламиноазобензен)		оранжево червено
Метилов оранжев (натриев диметиламиноазобензенсулфонат)
Метилово червено (диметиламиноазобензенкарбоксилна киселина)
Фенолно червено (фенолсулфофталеин)
Фенолфталеин		Безцветен	Пурпурен
тимолфталеин		Безцветен

Библиография:Виноградова Е. Н. Методи за определяне на концентрацията на водородни йони, М., 1956, библиогр.; Индикатори, изд. Е. Бишоп и И. Н. Маров, прев. от английски, т. 1-2, М., 1976, библиогр.

ПОКАЗАТЕЛИ(Къснолатински индикатор - показалец), хим. в-ва, променяйки цвета си или образувайки утайка при промяна на.-л. компонент в разтвора. Те показват определено състояние на системата или в момента на достигане на това състояние. Има обратими и необратими индикатори. Промяната в цвета на първия, когато състоянието на системата се промени (например, когато рН на средата се промени), може да бъде. повтаря многократно. Необратимите индикатори се подлагат на необратима химия. трансформации, например, при BrO 3 - са унищожени. Индикатори, които се инжектират в тестовия разтвор, се наричат. вътрешен, за разлика от външния, p-tion с to-rymi се извършва извън анализираната смес. В последния случай един или повече капки от анализирания разтвор се поставят върху лист хартия, импрегниран с индикатор, или се смесват върху бяла порцеланова чиния с капка индикатор.И Показателите се използват най-често за установяване края на с.-л. хим. р-ция, гл. обр. крайна точка (к.т.т.). Според титриметрията Методите разграничават киселинно-алкален, адсорбционен, окислително-редукционен. и комплексометричен. показатели. са p-rime org comp., to-rye променят цвета си или в зависимост от H + (рН на средата). Приложение за установяване на края на p-tion между to-tami и (включително at) или други p-tions, ако те включват H +, както и за колориметрични. определяне на pH на водни разтвори. Наиб. важни са дадени в табл. 1. Причината за промяната в цвета на индикаторите е, че неговото добавяне или освобождаване е свързано със замяната на едни хромофорни групи с други или с появата на нови хромофорни групи. Ако индикаторът е слаб до-та HIn, тогава във водния разтвор се извършва: HIn + H 2 O D In- + H 3 O +. Ако индикаторът е слаб In, тогава: In + H 2 O D HIn + + OH - . Най-общо можем да запишем: In a + H 2 Oд In b + H 3 O +, където In a и In b - съответно. киселинни и основни форми на индикатора, които са оцветени различно. този процес K ln = / naz. индикатор. Цветът на разтвора зависи от съотношението /, разрезът се определя от pH на разтвора.

Смята се, че цветът на една форма на индикатора е забележим, ако е 10 пъти по-висок от другите форми, т.е. ако съотношението / \u003d /K ln е 0,1 или 10. Промяната в цвета на индикатора се отбелязва в областта на pH \u003d pK lp b 1, наречена to-ry. интервал на преход на индикатора. Промяна на макс. ясно, когато = и K ln = [H 3 O] +, т.е. при рН = pKln. Стойността на pH, при Krom, обикновено завършва, наречена. RT индикатор. Индикаторите за са избрани по такъв начин, че интервалът на преход на цвета включва стойността на pH, която разтворът трябва да има в точката на еквивалентност. Често тази стойност на pH не съвпада с pT на използвания индикатор, което води до т.нар. грешка на индикатора. Ако в K. t. t. остане излишък от нетитруван слаб или до-ти, грешката се нарича. респ. основни или киселинни. Чувствителност на индикатора - (in / l) определена (in този случайН+ или ОН - ) в точката на макс. рязка промяна на цвета. Разграничаване: индикатори, чувствителни към там, с интервал на преход в областта на алкалните стойности на рН (напр. тимолфталеин); чувствителни към индикатори с преходен интервал в киселинната област (както при диметилово жълто и др.); неутрални индикатори, интервалът на преход към-rykh е прибл. pH 7 (неутрално червено и т.н.).И индикаторите се предлагат с една или две цветни форми; такива показатели се наричат респ. едноцветни и двуцветни. Наиб. ще се наблюдава ясна промяна в цвета на тези индикатори, чиито киселинни и основни форми са допълнително оцветени. цветове. Такива показатели обаче няма. Следователно, чрез добавяне, цветовете на двете форми се променят съответно. И така, в метиловото червено преходът от червено към жълто се извършва в диапазона от 2 pH единици и ако добавите към разтвора, тогава цветният преход от червено-виолетово към зелено се наблюдава рязко и ясно при pH 5,3. Подобен ефект може да се постигне чрез смесване на два индикатора, чиито цветове се допълват взаимно. приятел. Такива показатели се наричат смесени (Таблица 2).


Смеси от индикатори, които непрекъснато променят цвета си в целия диапазон на стойностите на рН от 1 до 14, т.нар. универсален. Използвани са ок. оценка на рН разтвори. Промяната на цвета на индикатора се влияе от него. За двуцветните индикатори, колкото по-високи, толкова по-малко рязка е промяната в цвета, защото. абсорбционните спектри на двете форми се припокриват повече и промяната на цвета става по-трудна за откриване. Обикновено се използва същото минимално (няколко капки разтвор) количество от индикатора. Интервалът на преход на много индикатори зависи от t-ry. Така той променя цвета си при стайна температура в диапазона на pH от 3,4-4,4 и при 100 ° C в диапазона на pH от 2,5-3,3. Това е свързано с промяната. Колоидните частици, присъстващи в разтвора, адсорбират индикаторите, което води до пълна промяна на цвета му. За избягване на грешки при присъствие положително заредени колоидни частици, трябва да се използват индикатори-бази и при наличие. отрицателно заредени - киселинни индикатори. При нормални условия ефектът от разтворения CO 2 трябва да се вземе предвид, особено когато се използват индикатори с pK ln > 4 (напр. метилово червено, ). Понякога CO 2 се отстранява предварително чрез кипене или се титрува с разтвор при липса на контакт с. Влиянието на външни неутрали (ефект на сол) се проявява в изместването на индикаторите. При киселинните индикатори интервалът на прехода се измества към по-киселинна област, а при базичните – към по-алкална. В зависимост от природата на разтворителя се променят цветовете на индикаторите, техните pK ln и чувствителността. По този начин метиловото червено дава цветен преход при по-високи стойности на H + от бромофеноловото синьо и обратно в разтвор на етилен гликол. При разтвори вода-метанол и вода-етанол промяната в сравнение с водната среда е незначителна. В алкохолна среда киселинните индикатори са по-чувствителни към H + от базовите индикатори. Въпреки че когато са в нетоксични среди, обикновено k.t.t. се задава потенциометрично с помощта на стъклен индикатор, те също се използват (Таблица 3). Най-често за слабите се използва метилово червено в или в безводен CH 3 COOH; при слаб до-т- в ДМФ. Поведението на индикаторите в неводни и водни среди е подобно. Например, за слаб към вас HIn в p-разтворител SH може да се запише: HIn + SH D In- + SH 2 + . Механизмът на действие на индикаторите е същият като при, само в неводни среди те използват съответните скали за киселинност (pH p, pA; вижте). Те се използват и в качеството, като променят цвета и интензитета в зависимост от pH и позволяват титруване на силно оцветени и мътни разтвори.

За слаби к-ти се прилага т нар. индикатори за облачност в-ва, образуващи обратими, коагулиращи в много тесен диапазон на рН (например, изонитроацетил-n-аминобензен дава мътност при рН 10,7-11,0). Както можете да използвате комплекси с (вижте по-долу); тези комплекси, срутвайки се, променят цвета на разтвора в тесен диапазон на рН. За определяне на орг. до-т и в прис. несмесващ се с него разтвор се използва т.нар. amphi-индикатори, to-rye са киселинни индикатори (напр. 00) с разлож. орг. (напр. ). Тези показатели са добре сол. в орг. p-родители, лошо в; са силно чувствителни. Индикатори за адсорбция в островите, които могат да се адсорбират върху повърхността на утайката и едновременно с това да променят цвета или интензитета. Тези индикатори обикновено са обратими и се използват при утаяване. които индикаторът се адсорбира. Голяма група индикатори (Таблица 4), адсорбирани от повърхността на утайката с образуването на c, съдържащи се в утайката.


Например, rr розовоцветове, то-ри не се променя, когато се добави AgNO 3. Но при p-rum KBr, утайката адсорбира Ag +, който се прикрепя към себе си. Утайката става червено-виолетова. При c.t.t., когато цялото Ag + се титрува, цветът на утайката изчезва и разтворът отново става розов. Inorg. адсорбция индикаторите образуват цветна утайка или комплекс от титранта (като например използвани като индикатори CrO 4- и SCN - в ). като адсорбент. индикатори също се използват nek-ry киселинно-основни, окисляват.-възстановяват. и комплексометричен. индикатори, Св. острови до-рих (киселинни, редокс. потенциали и стабилност на комплекси с) в адсорб. състоянието зависи от естеството и от повърхността на утайката. Окислително-редукционни индикатори - в-ва, способни да променят цвета си в зависимост от окисл.-възстанов. р-ра потенциал. Използва се за установяване на K. t. t. окисляване-възстановяване. и за колориметрични определения окислит.-възстанов. потенциал (предимно в биологията). Такива индикатори, като правило, са в-ва, самите ръж се подлагат на или, а окислените (в Ox) и редуцирани (в червено) форми имат различни цветове. За обратимо оксидиране.-възстановяване. индикаторите могат да бъдат записани: В Ox + neд В червено, където n е число. При потенциал Е съотношението на двете форми на индикатора се определя от:
,
където E ln - реално окислит.-възстановяване. потенциал на индикатора, в зависимост от състава на разтвора. Интервалът на цветен преход практически се спазва при промяна на отношението / от 0,1 до 10, което при 25 °C съответства на D E (във V) = E ln b (0,059/n). Потенциалът, съответстващ на най-рязката промяна на цвета, е E ln. Когато избирате индикатор, вземете предвид гл. обр. стойности E ln , коеф моларно изкупуване на двете форми на индикатора и потенциала на разтвора в точката на еквивалентност. При силни (K 2 Cr 2 O 7, KMnO 4 и др.) се използват индикатори, които имат относително високо Eln, например, и неговите производни; със силен [Ti(III), V(II) и т.н.] се използват например индикатори с относително ниско Eln (Таблица 5).


Някои ин-ва променят цвета си необратимо, например, когато се разрушат с образуването на безцветни. продукти, като под действието или нафтолово синьо-черно под действието на BrO 3 . Комплексометрични индикатори - в-ва, образуващи цветни комплекси с (М), които се различават по цвят от самите индикатори.С тях се установява с.т.т. Стабилността на комплексите с индикатори (In) е по-малка от тази на съответните комплексонати, следователно в c.t.t. показателите са изместени от комплекси с . В момента на промяна на цвета в точката на еквивалентност = и, следователно, pM = - lg K Mln , където pM = - lg[M] се извиква. преходна точка на индикатора, K Mln - устойчивост на комплекса с индикатора. Грешката при се дължи на факта, че определено количество може да бъде прикрепено към индикатора, а не към титранта. Наиб. често използват т.нар.

При провеждане химичен процесизключително важно е да се следват условията на реакцията или да се установи постигането на нейното завършване. Понякога това може да се наблюдава по някои външни признаци: спиране на отделянето на газови мехурчета, промяна в цвета на разтвора, утаяване или, обратно, преминаването на един от компонентите на реакцията в разтвора и т.н. В повечето В тези случаи се използват спомагателни реактиви за определяне на края на реакцията, така наречените индикатори, които обикновено се въвеждат в анализирания разтвор в малки количества.

показателиНаречен химични съединения, способни да променят цвета на разтвора в зависимост от условията на околната среда, без да засягат директно тестовия разтвор и посоката на реакцията. И така, киселинно-базовите индикатори променят цвета си в зависимост от pH на средата; редокс показатели - от потенциала на средата; адсорбционни показатели - по степента на адсорбция и др.

Индикаторите са особено широко използвани в аналитичната практика за титриметричен анализ. Те също служат основен инструментза управление на технологични процеси в химическата, металургичната, текстилната, хранително-вкусовата промишленост и др. AT селско стопанствос помощта на индикатори те анализират и класифицират почвите, установяват естеството на торовете и необходимо количествоза инкорпориране в почвата.

Разграничете киселинно-алкални, флуоресцентни, редокс, адсорбционни и хемилуминесцентни индикатори.

КИСЕЛИННО-БАЗАЧНИ (PH) ПОКАЗАТЕЛИ

Както е известно от теорията електролитна дисоциацияХимичните съединения, разтворени във вода, се дисоциират на положително заредени йони – катиони и отрицателно заредени – аниони. Водата също се дисоциира в много малка степен на положително заредени водородни йони и отрицателно заредени хидроксилни йони:

Концентрацията на водородни йони в разтвора се обозначава със символа .

Ако концентрацията на водородни и хидроксидни йони в разтвора е еднаква, тогава такива разтвори са неутрални и pH = 7. При концентрация на водородни йони, съответстваща на pH от 7 до 0, разтворът е кисел, но ако концентрацията на хидроксид йони е по-високо (pH = от 7 до 14), разтворът е алкален.

Използват се различни методи за измерване на pH стойността. Качествено реакцията на разтвора може да се определи с помощта на специални индикатори, които променят цвета си в зависимост от концентрацията на водородни йони. Такива индикатори са киселинно-базови индикатори, които реагират на промените в pH на средата.

По-голямата част от киселинно-алкалните индикатори са багрила или други органични съединения, чиито молекули претърпяват структурни изменения в зависимост от реакцията на средата. Използват се в титриметричен анализ при реакции на неутрализация, както и за колориметрично определяне на pH.

Индикатор	Диапазон на pH на прехода на цвета	Промяна на цвета
метил виолет	0,13-3,2	Жълто - лилаво
тимолово синьо	1,2-2,8	Червено - жълто
Тропеолин 00	1,4-3,2	Червено - жълто
- Динитрофенол	2,4-4,0	Безцветен - жълт
метил оранжево	3,1-4,4	Червено - жълто
Нафтилово червено	4,0-5,0	Червено - оранжево
метилово червено	4,2-6,2	Червено - жълто
Бромотимолово синьо	6,0-7,6	Жълто - синьо
Фенолно червено	6,8-8,4	Жълто - червено
Метакрезол лилаво	7,4-9,0	Жълто - лилаво
тимолово синьо	8,0-9,6	Жълто - синьо
Фенолфталеин	8,2-10,0	Безцветен - червен
тимолфталеин	9,4-10,6	Безцветен - син
Ализарин жълто P	10,0-12,0	Бледожълто - червено-оранжево
Тропеолин 0	11,0-13,0	Жълто - средно
Малахитово зелено	11,6-13,6	Зеленикаво синьо - безцветно

Ако е необходимо да се подобри точността на измерване на pH, тогава се използват смесени индикатори. За да направите това, се избират два индикатора с близки рН интервали на цветовия преход, като в този интервал има допълнителни цветове. С този смесен индикатор могат да се правят определяния с точност до 0,2 pH единици.

Широко използвани са и универсални индикатори, които могат многократно да променят цвета си в широк диапазон от стойности на pH. Въпреки че точността на определяне с такива индикатори не надвишава 1,0 pH единици, те позволяват определяне в широк диапазон на pH: от 1,0 до 10,0. Универсалните индикатори обикновено са комбинация от четири до седем двуцветни или едноцветни индикатора с различни диапазони на рН на цветовия преход, проектирани по такъв начин, че когато рН на средата се промени, настъпва забележима промяна на цвета.

Например наличният в търговската мрежа универсален индикатор PKC е смес от седем индикатора: бромокрезолово лилаво, бромокрезолово зелено, метилово оранжево, тропеолин 00, фенолфталеин, тимолово синьо и бромотимолово синьо.

Този индикатор, в зависимост от pH, има следния цвят: при pH = 1 - малина, pH = 2 - розово-оранжево, pH = 3 - оранжево, pH = 4 - жълто-оранжево, pH = 5 жълто, pH = 6 - зеленикаво жълто, pH = 7 - жълто-зелено,. pH = 8 - зелено, pH = 9 - синьо-зелено, pH = 10 - сивкаво синьо.

Обикновено се разтварят индивидуални, смесени и универсални киселинно-алкални индикатори етилов алкохоли добавете няколко капки към тестовия разтвор. Чрез промяна на цвета на разтвора се преценява стойността на pH. В допълнение към алкохолоразтворимите индикатори се произвеждат и водоразтворими форми, които са амониеви или натриеви соли на тези индикатори.

В много случаи е по-удобно да се използват не индикаторни разтвори, а индикаторни хартии. Последните се приготвят по следния начин: филтърната хартия се прекарва през стандартен индикаторен разтвор, излишният разтвор се изстисква от хартията, изсушава се, нарязва се на тесни ленти и брошури. За провеждане на теста индикаторна хартия се потапя в тестовия разтвор или една капка от разтвора се поставя върху лента индикаторна хартия и се наблюдава промяна в цвета й.

ФЛУОРЕСЦЕНТНИ ИНДИКАТОРИ

Някои химични съединения, когато са изложени на ултравиолетови лъчи, имат способността при определена стойност на pH да накарат разтвора да флуоресцира или да промени цвета или нюанса си.

Това свойство се използва за киселинно-алкално титруване на масла, мътни и силно оцветени разтвори, тъй като конвенционалните индикатори са неподходящи за тези цели.

Работата с флуоресцентни индикатори се извършва чрез осветяване на тестовия разтвор с ултравиолетова светлина.

Индикатор	Диапазон на рН на флуоресценция (под ултравиолетова светлина)	Промяна на цвета на флуоресценцията
4-Етоксиакридон	1,4-3,2	Зелено - синьо
2-нафтиламин	2,8-4,4	Увеличаване на виолетовата флуоресценция
Диметнафтиродин	3,2-3,8	Люляк - оранжево
1-Нафтилам	3,4-4,8	Увеличаване на синята флуоресценция
акридин	4,8-6,6	Зелено - лилаво
3,6-диоксифталимид	6,0-8,0	жълто-зелено - жълто
2,3-дицианхидрохинон	6,8-8,8	Синьозелено
Еукризин	8,4-10,4	Оранжево - зелено
1,5-нафтиламинсулфамид	9,5-13,0	Жълто зелен
CC-киселина (1,8-аминонафтол 2,4-дисулфонова киселина)	10,0-12,0	Лилаво - зелено

РЕДОКС ИНДИКАТОРИ

Редокс индикатори- химични съединения, които променят цвета на разтвора в зависимост от стойността на редокс потенциала. Те се използват в титриметрични методи за анализ, както и в биологични изследвания за колориметрично определяне на редокс потенциала.

Индикатор	Нормален редокс потенциал (при pH=7), V	Оцветяване на хоросан
		окислителна форма	възстановена форма
Неутрално червено	-0,330	Червено-виолетово	Безцветен
Сафранин Т	-0,289	кафяво	Безцветен
Калиев индихомоносулфонат	-0,160	Син	Безцветен
Калиев индигодисулфонат	-0,125	Син	Безцветен
Калиев индиготрисулфонат	-0,081	Син	Безцветен
Калиев интетрасулфонат	-0,046	Син	Безцветен
Толуидиново синьо	+0,007	Син	Безцветен
Тнонин	+0,06	лилаво	Безцветен
о-крезолиндофенолат натрий	+0,195	червеникаво синьо	Безцветен
Натриев 2,6-Dnхлорофенолиндофенолат	+0,217	червеникаво синьо	Безцветен
m-Бромофенолиндофенолат натрий	+0,248	червеникаво синьо	Безцветен
дифелинбензидин	+0,76 (киселинен разтвор)	лилаво	Безцветен

АДСОРБЦИОННИ ПОКАЗАТЕЛИ

Индикатори за адсорбция- вещества, в присъствието на които се променя цветът на утайката, образувана по време на титруване по метода на утаяване. Много киселинно-алкални индикатори, някои багрила и други химични съединения са в състояние да променят цвета на утайката при определена стойност на pH, което ги прави подходящи за използване като адсорбционни индикатори.

Индикатор	Определен йон	Йонен утаител	Промяна на цвета
Ализарин червено C			Жълто - розово червено
Бромофенолово синьо			Жълто зелен
			Люляк - жълт
			Лилаво - синьо-зелено
Дифенилкарбазид	, ,		Безцветно - виолетово
Конго червено	, ,		Червено - синьо
			Синьо червено
Флуоресцеин	,		жълто-зелено - розово
Еозин	,		жълто-червено - червено-виолетово
Еритрозин			Червено-жълто - тъмно червено

ХЕМИЛУМИНЕСЦЕНТНИ ИНДИКАТОРИ

Тази група индикатори включва вещества, които могат при определени стойности на рН да показват Видима светлина. Хемилуминесцентните индикатори са удобни за използване при работа с тъмни течности, тъй като в този случай се появява блясък в крайната точка на титруването.

Сред многообразието органична материяима специални съединения, които се характеризират с промяна на цвета в различни среди. Преди появата на съвременните електронни pH метри, индикаторите бяха незаменими "инструменти" за определяне на киселинно-алкалните показатели на околната среда и продължават да се използват в лабораторната практика като помощни вещества в аналитична химияа също и при липса на необходимото оборудване.

За какво са индикаторите?

Първоначално свойството на тези съединения да променят цвета си в различни среди беше широко използвано за визуално определяне на киселинно-алкалните свойства на веществата в разтвор, което помогна да се определи не само естеството на средата, но и да се направи заключение за полученото реакционни продукти. Индикаторните разтвори продължават да се използват в лабораторната практика за определяне на концентрацията на веществата чрез титруване и ви позволяват да научите как да използвате импровизирани методи при липса на съвременни pH метри.

Има няколко десетки такива вещества, всяко от които е чувствително към доста тясна област: обикновено не надвишава 3 точки по скалата за информативност. Благодарение на такова разнообразие от хромофори и тяхната ниска активност помежду си, учените успяха да създадат универсални индикатори, които се използват широко в лабораторни и индустриални условия.

Най-използваните pH индикатори

Трябва да се отбележи, че в допълнение към свойството за идентификация, тези съединения имат добра способност за боядисване, което им позволява да се използват за боядисване на тъкани в текстилната промишленост. от Голям бройНай-известните и използвани цветни индикатори в химията са метилоранж (метилоранж) и фенолфталеин. Повечето от другите хромофори в момента се използват в смеси един с друг или за специфични синтези и реакции.

метил оранжево

Много бои са кръстени на основните си цветове в неутрална среда, което също е характерно за този хромофор. Метиловият оранжев е азобагрило, имащо в състава си група - N = N -, която е отговорна за прехода на цвета на индикатора към червено в и към жълто в алкални. Азосъединенията сами по себе си не са силни основи, но наличието на електрон-донорни групи (‒ OH, ‒ NH 2 , ‒ NH (CH 3), ‒ N (CH 3) 2 и т.н.) увеличава основността на една от азотни атоми, които стават способни да присъединяват водородни протони според донорно-акцепторния принцип. Следователно, с промяна в концентрацията на H + йони в разтвор, може да се наблюдава промяна в цвета на киселинно-алкалния индикатор.

Повече за получаването на метилоранж

Получава се метилоранж в реакцията с диазотиране на сулфанилова киселина C6H4(SO3H)NH2, последвано от комбинация с диметиланилин C6H5N(CH3)2. Сулфаниловата киселина се разтваря в натриев алкален разтвор чрез добавяне на натриев нитрит NaNO 2 и след това се охлажда с лед, за да се извърши синтеза при температури възможно най-близки до 0 ° C и се излива солна киселинаНС1. След това се приготвя отделен разтвор на диметиланилин в HCl, който при охлаждане се излива в първия разтвор, като се получава багрило. Допълнително се алкализира и от разтвора се утаяват тъмнооранжеви кристали, които след няколко часа се филтрират и изсушават на водна баня.

Фенолфталеин

Този хромофор получи името си от добавянето на имената на двата реагента, които участват в неговия синтез. Цветът на индикатора се отличава с промяната на цвета му в алкална среда с придобиването на малинов (червено-виолетов, малиново-червен) оттенък, който става безцветен, когато разтворът е силно алкализиран. Фенолфталеинът може да приеме няколко форми в зависимост от рН на околната среда, а в силно кисела среда има оранжев цвят.

Този хромофор се получава чрез кондензация на фенол и фталов анхидрид в присъствието на цинков хлорид ZnCl 2 или концентрирана сярна киселина H 2 SO 4 . В твърдо състояние молекулите на фенолфталеина са безцветни кристали.

Преди това фенолфталеинът се използва активно при създаването на лаксативи, но постепенно употребата му е значително намалена поради установените кумулативни свойства.

Лакмус

Този индикатор е един от първите реагенти, използвани върху твърди носители. Лакмусът е сложна смес от естествени съединения, която се получава от определени видове лишеи. Използва се не само като, но и като средство за определяне на pH на средата. Това е един от първите индикатори, които започва да се използва от човека в химическата практика: използва се под формата на водни разтвори или ленти от филтърна хартия, импрегнирани с него. Лакмусът в твърдо състояние е тъмен прах с лек мирис на амоняк. Когато се разтвори в чиста водацветът на индикатора придобива виолетов цвят, а при подкисляване става червен. В алкална среда лакмусът става син, което позволява да се използва като универсален индикатор за обща дефиницияиндикатор за околната среда.

Не е възможно точно да се установи механизмът и естеството на реакцията, която възниква при промяна на рН в структурите на компонентите на лакмуса, тъй като тя може да включва до 15 различни съединения, някои от които могат да бъдат неразделими активни вещества, което усложнява тяхното индивидуални изследвания на химически и физични свойства.

Универсална индикаторна хартия

С развитието на науката и появата на индикаторни хартии, установяването на индикатори за околната среда стана много по-лесно, тъй като сега не беше необходимо да има готови течни реактиви за каквито и да е полеви изследвания, които учените и криминалистите все още успешно използват. И така, разтворите бяха заменени от универсални индикаторни хартии, които поради широкия си спектър на действие почти напълно елиминираха необходимостта от използване на други киселинно-алкални индикатори.

Съставът на импрегнираните ленти може да варира от производител до производител, така че приблизителният списък на съставките може да бъде както следва:

• фенолфталеин (0-3,0 и 8,2-11);
• (ди)метил жълто (2.9-4.0);
• метилоранж (3.1-4.4);
• метилово червено (4.2-6.2);
• бромтимолово синьо (6.0-7.8);
• а-нафтолфталеин (7,3-8,7);
• тимолово синьо (8,0-9,6);
• крезолфталеин (8.2-9.8).

Опаковката задължително съдържа стандарти за цветна скала, които ви позволяват да определите pH на средата от 0 до 12 (около 14) с точност до едно цяло число.

Освен всичко друго, тези съединения могат да се използват заедно във водни и водно-алкохолни разтвори, което прави използването на такива смеси много удобно. Въпреки това, някои от тези вещества могат да бъдат слабо разтворими във вода, така че е необходимо да изберете универсален органичен разтворител.

Благодарение на свойствата си, киселинно-базовите индикатори са намерили приложение в много области на науката и тяхното разнообразие позволява създаването на универсални смеси, които са чувствителни към широк диапазон от стойности на pH.

В кисел рН разтвор< 7, в нейтральной среде рН = 7, в щелочной рН >7. Колкото по-ниско е pH, толкова по-голяма е киселинността на разтвора. При стойности на pH> 7 се говори за алкалност на разтвора.

Има различни методи за определяне на рН на разтвор. Качествено естеството на средата на разтвора се определя с помощта на индикатори. Индикаторите са вещества, които обратимо променят цвета си в зависимост от средата на разтвора. В практиката най-често се използват лакмус, метилоранж, фенолфталеин и универсален индикатор (таблица 2).

таблица 2

Оцветяване на индикатори в различни разтворени среди

Водородният индекс е много важен за медицината, отклонението му от нормалните стойности дори с 0,01 единици показва патологични процеси в организма. При нормална киселинност стомашният сок има pH = 1,7; човешката кръв има pH = 7,4; слюнка - pH = 6,9.

Йонообменни реакции и условия за тяхното протичане

Тъй като електролитните молекули в разтворите се разлагат на йони, реакциите в електролитните разтвори протичат между йони. Йонообменни реакции- това са реакции между йони, образувани в резултат на дисоциацията на електролитите. Същността на такива реакции е свързването на йони чрез образуването на слаб електролит. С други думи, реакцията на йонообмен има смисъл и протича почти до края, ако в резултат на това се образуват слаби електролити (утайка, газ, H 2 O и др.). Ако в разтвора няма йони, които могат да се свържат един с друг, за да образуват слаб електролит, тогава реакцията е обратима; уравнения за такива обменни реакции не са написани.

При записване на йонообменни реакции се използват молекулярни, пълни йонни и съкратени йонни форми. Пример за запис на йонообменна реакция в три форми:

K 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 + 2KCl,

2K + + SO 4 2– + Ba 2+ + 2Cl – = BaSO 4 + 2K + + 2Cl – ,

Ba 2+ + SO 4 2– \u003d BaSO 4.

Правила за съставяне на уравнения на йонни реакции

1. Формулите на слабите електролити са написани в молекулярна форма, силните в йонна форма.

2. За реакцията се вземат разтвори на вещества, следователно дори слабо разтворими вещества в случай на реагенти се записват под формата на йони.

3. Ако в резултат на реакция се образува слабо разтворимо вещество, тогава при писане на йонното уравнение то се счита за неразтворимо.

4. Сумата от зарядите на йоните от лявата страна на уравнението трябва да бъде равна на сумата от зарядите на йоните от дясната страна.

Тест по темата „Теория на електролитната дисоциация. Йонообменни реакции»

1. Реакцията, която възниква, когато магнезиевият хидроксид се разтвори в сярна киселина, се описва с редуцираното йонно уравнение:

а) Mg 2+ + SO 4 2– = MgSO 4;

б) Н + + ОН - = Н 2 О;

c) Mg(OH) 2 + 2H + = Mg 2+ + 2H 2 O;

г) Mg(OH) 2 + SO 4 2– = MgSO 4 + 2OH –.

2. Четири съда съдържат един литър 1М разтвори на следните вещества. Кой разтвор съдържа най-много йони?

а) калиев сулфат; б) калиев хидроксид;

в) фосфорна киселина; г) етилов алкохол.

3. Степента на дисоциация не зависи от:

а) обемът на разтвора; б) естеството на електролита;

в) разтворител; г) концентрация.

4. Редуцирано йонно уравнение

Al 3+ + 3OH - \u003d Al (OH) 3

съответства на взаимодействието:

а) алуминиев хлорид с вода;

б) алуминиев хлорид с калиев хидроксид;

в) алуминий с вода;

г) алуминий с калиев хидроксид.

5. Електролит, който не се дисоциира стъпаловидно, е:

а) магнезиев хидроксид; б) фосфорна киселина;

в) калиев хидроксид; г) натриев сулфат.

6. Слабият електролит е:

а) бариев хидроксид;

б) алуминиев хидроксид;

в) флуороводородна киселина;

г) йодоводородна киселина.

7. Сумата от коефициентите в краткото йонно уравнение за взаимодействието на баритна вода и въглероден диоксид е:

а) 6; б) 4; на 7; г) 8.

8. Следните двойки вещества не могат да бъдат в разтвор:

а) меден хлорид и натриев хидроксид;

б) калиев хлорид и натриев хидроксид;

в) солна киселина и натриев хидроксид;

г) сярна киселина и бариев хлорид.

9. Вещество, чието добавяне към вода няма да промени неговата електропроводимост е:

а) оцетна киселина; б) сребърен хлорид;

в) сярна киселина; г) калиев хлорид.

10. Как ще изглежда зависимостта на нажежаемата жичка на електрическа крушка, включена във веригата, от времето, ако електродите се потопят в разтвор на варовита вода, през която се пропуска въглероден диоксид за дълго време?

а) Линейно увеличение;

б) линейно намаление;

в) първо намаляване, след това увеличаване;

г) първо увеличаване, след това намаляване.