Что такое показатель титрования индикатора

Интервал перехода индикаторов, показатель индикатора рК, показатель титрования рТ

Так, если к раствору гидроксида (NaOH, КОН) добавить 2—3 капли индикатора метилового оранжевого, то жидкость окрасится в желтый цвет. При добавлении к этому раствору кислоты рН его будет уменьшаться, и, как показывает опыт, при рН = 3,1 окраска будет интенсивно розовой. Наоборот, если к розовому раствору прибавлять раствор щелочи (гидроксида NaOH, КОН), то при рН = 4,4 титруемый образец снова приобретает желтый цвет.

На основании этого опыта можно отметить, что конец реакции нейтрализации лежит неточно в точке эквивалентности, а в интер­вале рН = 3,1 до 4,4. При проведении этой же реакции насыщения в присутствии такого индикатора, как фенолфталеин, зона перехо­да будет находиться между рН = 8,0-10,0, После того как вели­чина рН достигнет 10, изменения окраски уже не будет, сколь­ко бы гидроксида натрия ни добавлялось. Следовательно, интервал между двумя значениями рН, в котором будет происходить посте­пенное изменение цвета индикатора, и будет являться зоной пере­хода, или интервалом (перехода окраски индикатора). К этому определению интервала действия индикатора можно прийти и дру­гим путем.

Если последний опыт рассмотреть с точки зрения ионно-хромофорной теории, то для фенолфталеина будут иметь место два равновесных состояния:

равновесие перехода одной таутомерной формы в другую, в данном случае бензольной в хиноидную:

где К_равн — константа равновесия.

В свою очередь Hind» будет за счет диссоциации давать уже дру­гое уравнение равновесия.

Перемножив почленно уравнения 1-е и 2-е и сократив на общий множитель Hind», получим:

где рК будет являться показателем индикатора.

Основное уравнение ионно-хромофорной теории индикаторов показывает также, что изменение величины рН связано со значением дроби :

которая показывает соотношение между кислотной и щелочной формами индикатора.

Не всякое добавление раствора щелочи или кислоты к раство­ру анализируемого вещества будет вызывать заметное изменение окраски, хотя величина рН и будет увеличиваться или уменьшать­ся. Возможность глаза воспринимать изменение цвета раствора весьма ограничена, поэтому только при довольно значительном изменении соотношения между кислотной и щелочной формами мы замечаем перемену окраски раствора. Чаще всего это изменение цвета делается заметным, если выражение

На основании этих данных можно прийти к выводу, что интервал перехода индикатора колеблется от рK + 1 до рК- 1, т.е. рН »рК ± 1. Для примера с фенолфталеином эта формула дает полное совпадение, так как интервал перехода его находится от 8-10.

В процессе титрования добавление рабочего раствора прово­дят до четкого изменения окраски раствора, которое можно наблю­дать визуально. Если, например, титруют сильной кислотой рас­твор сильной щелочи, то в присутствии метилового оранжевого окраска продолжительное время будет оставаться желтой, хотя ве­личина рН будет постепенно уменьшаться. Окраска станет желто-оранжевой тогда, когда рН титруемого раствора достигнет 4,4; четко оранжевой она станет при рН, равном 4,0.

Величину рН, при которой заканчивают титрование с данным индикатором, обозначают через рТ и называют показателем титро­вания. Значение рТ для некоторых индикаторов:

метиловый оранжевый = 4,0 лакмус = 7,0

метиловый красный = 5,5 фенолфталеин = 9,0.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

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.

Интервалы перехода окраски индикаторов

Интервал перехода рН

В кислой среде, молекулярная формаВ щелочной среде, ионная формаМетиловый оранжевый3,1 – 4,44красныйжелтыйМетиловый красный4,4 – 6,25красныйжелтыйЛакмус5,0 – 8,07красныйсинийФенолфталеин8,0 – 10,09бесцветныйкрасныйТимолфталеин9,4 – 10,610бесцветныйсинийАлизариновый желтый10,0 – 12,011желтыйсиреневый

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

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.

Из-за гидролиза CH₃COONa равновесие сдвигается влево.

CH₃COONa + НОН → CH₃COOH + NaOH

Фенолфталеин (8,0 – 10,0) при 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:

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

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

е) титрование соды (карбоната натрия)

В точке эквивалентности [CO₃ 2 ] = [H + ]

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.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Показатель титрования метилового оранжевого, равный 4, находится за пределами скачка титрования. [16]

Показатель титрования фенолфталеина равен 9, поэтому раствор будет несколько перетитрован. [18]

Показателем титрования является значение рН, до которого титруется раствор с данным индикатором. [19]

Показателем титрования Pj называют тот рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски и признает титрование законченным. Это условная величина, неодинаковая у разных лиц, проводящих титрование. Если бы глаз всегда отчетливо отмечал малейшее изменение окраски, то Pj, очевидно, совпадал бы с соответствующим началом изменения окраски индикатора. При применении одноцветных индикаторов ( фенолфталеин, нитрофенолы) Pj почти совпадает с началом появления окраски при условии, что индикатор применяют в том разбавлении, в котором устанавливали изменение его окраски. [22]

Показателем титрования РТ называют тот рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски и признает титрование законченным. Это условная величина, неодинаковая у разных лиц, проводящих титрование. Если бы глаз всегда отчетливо отмечал малейшее изменение окраски, то РТ, очевидно, совпадал бы с соответствующим началом изменения окраски индикатора. При применении одноцветных индикаторов ( фенолфталеин, нитррфенолы) Рт почти совпадает с началом появления окраски при условии, что индикатор применяют в том разбавлении, в котором устанавливали изменения его окраски. [23]

Показателем титрования РТ называют тот рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски и признает титрование законченным. Это условная величина, разнящаяся у разных лиц, производящих титрование. Если бы глаз всегда отчетливо отмечал малейшее изменение окраски, Рт, очевидно, совпадал бы с соответствующей границей интервала изменения окраски индикатора. При применении одноцветных индикаторов ( фенолфталеин, нитрофенолы) Ру почти совпадает с границей появления окраски при условии, что индикатор применяют в том разбавлении, в котором устанавливали интервал изменения его окраски. [24]

Показателем титрования РТ называют тот рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски и признает титрование законченным. Это условная величина, неодинаковая у разных лиц, проводящих титрование. Если бы глаз всегда отчетливо отмечал малейшее изменение окраски, то Рт, очевидно, совпадал бы с соответствующим началом изменения окраски индикатора. При применении одноцветных индикаторов ( фенолфталеин, нитрофенолы) РТ почти совпадает с началом появления окраски при условии, что индикатор применяют в том разбавлении, в котором устанавливали изменения его окраски. [25]

Показателем титрования РТ называют тот рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски и признает титрование законченным. Это условная величина, неодинаковая у разных лиц, проводящих титрование. Если бы глаз всегда отчетливо отмечал малейшее изменение окраски, то Рт, очевидно, совпадал бы с соответствующим началом изменения окраски индикатора. При применении одноцветных индикаторов ( фенолфталеин, нитрофенолы) Рт почти совпадает с началом появления окраски при условии, что индикатор применяют в том разбавлении, в котором устанавливали изменения его окраски. [26]

Величина показателя титрования ( рТ), до которой надо производить нейтрализацию многоосновной кислоты, если хотят оттитровать все ее кислотные группы, определяется ее последней константой диссоциации ( например, Кз при титровании лимонной кислоты); к такому титрованию приложимы все соображения, высказанные нами выше ( стр. [28]

Источник

Что такое показатель титрования индикатора

В методах, основанных на реакциях кислотно-основного взаимодействия, кривые титрования обычно показывают зависимость pH раствора от объема добавленного титранта. Для построения кривой титрования рассчитывают значения pH : 1) до точки эквивалентности (т.э.); 2) в т.э.; 3) после т.э.

Кривая титрования сильной кислоты сильным основанием

Прямую, параллельную оси абсцисс и пересекающую ось ординат при pH 7,0, называют линией нейтральности. Прямую, параллельную оси ординат и пересекающую ось абсцисс при значении эквивалентного объема щелочи ( V_NaOH =100,0 мл), называют линией эквивалентности. Точку пересечения кривой титрования с линией эквивалентности, называют точкой эквивалентности, а пересечение кривой титрования с линией нейтральности – точкой нейтральности.

При титровании сильной кислоты сильным основанием точка эквивалентности и точка нейтральности совпадают.

В начале титрования pH изменяется очень медленно. Например, если оттитровать половину имеющегося количества кислоты ( V _NaOH =50,0 мл), pH среды изменится примерно на 0,5 единицы по сравнению с исходным (от 1,00 до 1,48). Даже если оттитровать 90% кислоты, изменение pH составит всего 1,28. С уменьшением концентрации остающейся кислоты возрастание pH при титровании становится более резким. Титрование последних 0,1% кислоты приводит к резкому изменению pH на 2,7 единицы (от 4,30 до 7,00). Введение избытка в 0,1% NaOH по сравнению с эквивалентным количеством вызывает рост pH раствора также на 2,7 единицы.

Резкое изменение pH в области точки эквивалентности называют скачком титрования.

Это наиболее важный участок кривой титрования, так как по нему осуществляется выбор индикатора и решается ряд других важных вопросов, связанных с процессом титрования.

Погрешности многих титриметрических методов не превышают 0,1%, поэтому величиной скачка считают изменение pH от состояния, когда раствор недотитрован на 0,1%, к состоянию, когда он на 0,1% перетитрован. В рассматриваемом случае при интервале ± 0,1% скачок титрования составляет 5,4 единиц (от 4,3 до 9,7). Расчеты показывают, что величина скачка титрования зависит от концентрации реагирующих веществ. Чем ниже концентрация реагентов, тем меньше скачок титрования. Повышение температуры также уменьшает скачок титрования.

Кривая титрования сильного основания сильной кислотой рассчитывается аналогично и представляет собой зеркальное отображение (относительно линии нейтральности) кривой титрования сильной кислоты сильным основанием.

Кислотно-основные индикаторы и их выбор

Для обнаружения точки эквивалентности применяют индикаторы. В кислотно-основном титровании наиболее широкое распространение получили цветные индикаторы, окраска которых зависит от pH раствора.

Равновесие диссоциации индикатора характеризуется константой диссоциации K _HInd

. (1)

Чтобы его найти, подставим предельные значения отношения [ Ind ‑ ]/[ HInd ], равные 10 и 0,1, в уравнение ( 3 )

Источник

Что такое показатель титрования индикатора

если величина f выражена в процентах.

На кривых титрования одноосновных кислот наблюдается один скачок.

На величину скачка титрования влияет ряд факторов.

4. Концентрация кислоты. Чем ниже концентрация титруемой кислоты, тем меньше скачок титрования.

6. Природа титруемой кислоты. Чем меньше константа диссоциации кислоты, тем выше рН растворов в начале титрования и в области буферного действия. Чем слабее титруемая кислота, тем сильнее сопряженное основание, образующееся при титровании Отсюда ясно, что с уменьшением константы диссоциации кислоты точки эквивалентности и начальная ветвь кривой титрования смещаются в область более высоких значений рН, однако за точкой эквивалентности кривая остается без изменений, и скачок титрования уменьшается.

Чем слабее кислота, тем меньше скачок титрования. При каком же минимальном значении константы диссоциации кислоты возможно обнаружение точки эквивалентности с помощью кислотно-основных индикаторов? Величина скачка не должна быть меньше интервала перехода окраски индикатора, обычно лежащего пределах К a _инд ±1. Следовательно, необходимо выполнение условия К a _HA >10-10 – 10-11

Титрование многоосновных кислот.

Рассмотрим построение кривой титрования двухосновной кислоты последовательными константами диссоциации, различающимися более чем в 10 4 раз.

До начала титрования. Раствор содержит только кислоту Н₂А. Поскольку различие в величинах констант диссоциации большое, можно пренебречь диссоциацией, по второй стадии и титруемый раствор рассматривать как раствор одноосновное кислоты. В зависимости от силы кислоты рН следует рассчитывать по формуле (12 ) или (15 ).

Пример 3. Постройте кривую титрования 100.0 мл 0.1000 М раствора сернистой кислоты (1/2 H ₂ SO ₃ ) 0.1000 М раствором гидроксида натрия.

Например, при добавлении 25.0 мл раствора гидроксида натрия ( f =50%):

pH = 1.89

За первой точкой эквивалентности.

Например, при добавлении 75.0 мл титранта ( f = 150%):

концентрация сернистой кислоты, поэтому

Результаты вычислений приведены в табл. 3.

По данным табл. 3 построена кривая титрования (рис. 3).

Рис.З.Кривая тнтрования 0.1000М раствора сернистой кислоты 0.1000М, раствором гидроксида натрия

Титрование одноосновных оснований.

Рассмотрим способы вычисления рН в моменты титрования, соответствующие различным участкам кривой титрования.

До начала титрования. Раствор содержит только титруемое основание, 1 раствора рассчитывают по исходной концентрации основания, используя в зависимости от силы основания формулы (13) или (24). В случае титрования сильного основания:

[ОН-]= C ₀ ;

До точки эквивалентности. Растворы представляют собой смесь неоттитрованного основания и сопряженной кислоты.

а) При титровании сильного основания рН рассчитывают по концентрации оттитрованного основания, поскольку сопряженная кислота слишком слаба, чтобы влиять влияние на кислотно-основное равновесие:

Без учета изменения объема в процессе титрования

б) При титровании слабого основания образующиеся растворы представляют собой буферные смеси. Расчет рН проводят по формуле (33);

Как и в случае построения кривых титрования слабых кислот, вблизи точки эквивалентности необходимо пользоваться более сложными формулами.

а) При титровании сильного основания образуется очень слабая сопряженная кислота, поэтому рН раствора определяется кислотно-основными свойствами растворителя. Для водных растворов

б) При титровании слабого основания образуется сопряженная кислота, рН раствора рассчитывают по формуле (15):

Без учета изменения объема в процессе титрования

На кривых титрования одноосновных оснований наблюдается один величина которого зависит от тех же факторов, что и величина скачка на кривых титрования одноосновных кислот.

Рис. 4. Кривая титрования 0.1000 М раствора аммиака 0.1000 М раствором соляной кислоты.

Титрование многоосновных оснований.

Построение кривых титрования многоосновных оснований принципиально не отличается от построения кривых титрования многоосновных кислот. Убедимся в этом на конкретном примере.

Пример 5. Постройте кривую титрования 100.0 мл 0.1000 М раствора карбоната натрия(1\2 Na ₂ CO ₃ ) 0.1М раствором соляной кислоты.

Решение. Титруем двухосновное основание; последовательные константы диссоциации отличаются более чем в 10 4 раз:

Диссоциации которого не превышает 5%, поэтому для расчета pH используем формулу

До первой точки эквивалентности. Раствор представляет собой смесь неоттитрованного карбонат-иона и образующегося гидрокарбонат-иона (буферная смесь):

Например, при добавлении 25.0 мл титранта ( f =50%):

За первой точкой эвкивалентности. Раствор представляет собой смесь неоттитрованного гчдрокарбонат-иона и образующейся угольной кислоты (буферную смесь), поэтому

Например, при добавлении 75.0 мл титранта ( f = l 50%):

За второй точкой эквивалентности величина рН определяется концентрацией титранта

По данным табл. 5 построена кривая титрования (рис. 5).

Рис.5. Кривая титрования 0.1000 М раствора карбоната натрия 0.1000 М раствором соляной кислоты

Источник