W celu zbadania zależności absorbancji roztworu badanego wskaźnika od pH roztworu, obliczono pH sporządzonych roztworów.

pH roztworów buforowych 2 oraz 5 - 9 obliczono przyjmując wartość stałej dysocjacji kwasu H₃PO₄ za równą 1,3·10^-7 ( tj. pK₂ = 6,9 ).

W roztworach tych ustala się równowaga:

H₂PO₄^- HPO₄^2- + H⁺

Określona stałą równowagi:

(1)

Po zlogarytmowaniu wyrażenia na stałą równowagi i odpowiednim przekształceniu otrzymuje się równanie:

(2)

Po podstawieniu:

otrzymano równanie na podstawie którego obliczono pH badanych roztworów:

(3)

pH roztworów 1 i 3 obliczono na podstawie równań:

(4)

Natomiast pH roztworów 4 i 10 odczytano z instrukcji do ćwiczenia.

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli:

L.p.	Vwskaźnika [cm^3]			pH	A
1	1	VHCl = 2,5		1,0	0,018
2	1	5	5	6,9	0,315
3	1	VNAOH = 2,5		13,0	0,856
4	1	5	0	4,5	0,019
5	1	5	1	6,2	0,101
6	1	10	5	6,6	0,192
7	1	5	10	7,2	0,435
8	1	1	5	7,6	0,616
9	1	1	10	7,9	0,695
10	1	0	5	9,1	0,809

Na podstawie tych danych sporządzono wykres zależności absorbancji od pH roztworu ( dla  = 630 nm ).

Zgodnie z prawem Lamberta - Beera: A = cl. Ponieważ we wszystkich badanych roztworach stężenie wskaźnika (c) jest takie samo oraz stała jest grubość kuwety (l), więc podobnie będzie wyglądać wykres zależności molowego współczynnika absorpcji od pH roztworu.

W reakcji dysocjacji słabego kwasu, będącego wskaźnikiem jednozasadowym ( jak błękit bromotymolowy ) ustala się równowaga między jonami H⁺ i In^-, a niezdysocjowaną formą wskaźnika HIn:

HIn H⁺ + In^-

opisywana stałą dysocjacji:
(5)

Po zlogarytmowaniu i odpowiednim przekształceniu równania 5 otrzymuje się zależność:

(6)

gdzie: c_z, c_k - stężenia formy zasadowej i kwasowej wskaźnika.

Zgodnie z równaniem 6 wykres zależności log ( c_z/c_k ) od pH roztworu powinien być linią prostą o współczynniku kierunkowym równym 1. Gdy log ( c_z/c_k ) = 0 to pH = pK_c. Zatem pK_c można odczytać z wykresu jako punkt przecięcia prostej z osią pH.

W celu sporządzenia wykresu zależności log ( c_z/c_k ) od pH roztworu wyznaczono zależność między c_z/c_k, a absorbancją roztworów, a następnie dla każdego roztworu obliczono wartość wyrażenia c_z/c_k ( tj. stosunek stężenia zasadowej formy wskaźnika do kwasowej formy wskaźnika ):

Dla pH = 1 absorbancja jest równa:

A₁ = _kc₀l (7)

Dla pH = 13 absorbancja jest równa:

A₁₃ = _zc₀l (8)

Z kolei dla roztworu o pH = x absorbancja jest równa:

A_x = _zc_zl + _kc_kl (9)

gdzie: _k, _z - molowe współczynniki absorpcji formy kwasowej i zasadowej wskaźnika,

Uwzględniając, że c₀ = c_k + c_z i odejmując stronami równanie 7 od 9 oraz 9 od 8 uzyskuje się równania:

A_x - A₁ = ( _z - _k )c_zl (10)

A₁₃ - A_x = ( _z - _k )c_kl (11)

Dzieląc stronami równanie 10 przez równanie 11 uzyskujemy szukaną zależność między c_z/c_k:

(12)

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli:

L.p.	pH	cz/ck	log ( cz/ck )
1	1,0	---	---
2	6,9	0,548983	-0,26044
3	13,0	---	---
4	4,5	0,001195	-2,92273
5	6,2	0,109934	-0,95887
6	6,6	0,262048	-0,58162
7	7,2	0,990499	-0,00415
8	7,6	2,491667	0,39649
9	7,9	4,204969	0,623763
10	9,1	16,82979	1,226079

3

3

---