54209 Obraz0 (39)

5.1. Wskaźniki pH

Wskaźniki pH (kwasowo-zasadowe) to związki, najczęściej organiczne, zmieniające barwę w określonym zakresie pH roztworu. Wskaźniki pH służą do wyznaczania punktu końcowego miareczkowania alkacymetrycznego i określania pH roztworu. Wskaźnikami pH są słabe kwasy lub słabe zasady organiczne, które w roztworach wodnych tworzą układy sprzężone kwas -zasada. Jeżeli jedna forma w układzie jest zabarwiona, co wynika z obecności grupy chromoforowej, wówczas mówi się o wskaźnikach jednobarwnych (np. fenoloftaleina). Jeżeli człony układu mają różne zabarwienia, wtedy są to wskaźniki dwubarwne (np. oranż metylowy).

Oranż metylowy zmienia swoją strukturę podczas przejścia z roztworu kwaśnego do zasadowego zgodnie ze wzorami:

czerwona

żółta

W fenoloftaleinie po lekkim zalkalizowaniu pierścień laktonowy zostaje otwarty (struktura I i II). Dalsze alkalizowanie prowadzi do powstania

barwnej struktury (III). Fenoloftaleina w środowisku stężonego alkoholowego roztworu KOH lub NaOH przechodzi w bezbarwną postać jonową (IV). W roztworach wodnych zachodzi przejście od I do III.

Wskaźnik dwubarwny wprowadzony do roztworu wykazuje zabarwienie charakterystyczne dla kwasu lub sprzężonej z nim zasady albo zabarwienie przejściowe, które świadczy o istnieniu zarówno jednej, jak i drugiej postaci. Na podstawie znajomości stałej dysocjacji K_a wskaźnika można określić, czy pH roztworu jest większe czy też mniejsze od pK_t.

Jeżeli indykator In jest słabym kwasem o wzorze ogólnym HIn, to ulega on dysocjacji zgodnie z równaniem:

HIn IH₂0 ^ H₃0⁺1 In^-    (5.1.1)

Stała dysocjacji wskaźnika HIn wynosi:

137