IMG 85

192 S. Analiza miareczkowa. Alkacymclfia

I

bezbarwna

0

bezbarwna

iu

czerwona

OH

\

coo

IV

bezbarwna

Wprowadzane do roztworu wskaźnik dwubarwny, obserwuje się zabarwienie właściwe dla kwasu lub sprzężonej zasady albo leż zabarwienie przejściowe, świadczące o istnieniu obu postuci obok siebie. Znając stałą dysocjacji K, tego wskaźnika można określić, czy pH roztworu jest większe czy też mniejsze od pK_M.

Jeżeli wskaźnik (indykator In) o charakterze kwasowym reaguje z wodą w myśl

równania

InH + H_zO ^ In" + HjO⁺

to

„    [In-J[H,0⁺1

a stąd

[H₃0⁺] = AT„

pH = pKin - log

[InH]

[In-]

[InH]

[In-]

(5.1)

(5.2)

(5.3)

Wykładnik pAf|_n jest to wykładnik wskaźnika.

Zmiana barwy wskaźnika dwubarwnego zaczyna być widoczna, gdy ok. 10% wskaźnika przejdzie w postać inaczej zabarwioną. Obserwuje się wtedy barwę mieszaną (przejściową). Barwę mieszaną rozróżnia się jeszcze przy ok. 10% nic zmienionego wskaźnika. Zmiana barwy wskaźnika przebiega zatem w przedziale wartości stosunku [htH]/IIn^_l od około 10:1 do 1:10. Stąd. na podstawie wzoru (5.3). zakres zmiany barwy wskaźnika dwubarwnego wynosi: pH = pAT|_a ± 1.

W punkcie pH = pA'i„. izn. kiedy [InH) = [In^-], wskaźnik ma barwę przejściową. W przypadku wskaźników jednobarwnych widoczna jest tylko jedna barwna postać wskaźnika. Wartość pH. przy której obserwuje się początek zabarwienia, wyraża się wzorem

P^H = pATi, - tog jjjjrj = p*,. - log    -¹

Jeżeli ('inii » [In^-], to można napisać

it v i ^clnH

_pH = p*:₁.-iog —

i ostatecznie

pH = pATia - log ^ + log[In“]    (5.4)

Na podstawie równania (5.4) można wnioskować, że 10-krotne zwiększenie stężenia wskaźnika jednobarwnego przesunie wskazywane przezeń pH o I, co stanowi dużą różnicę. Wskaźniki jednobarwne należy zatem stosować zawsze w jednakowym stężeniu, tylko wtedy wskazywane przez nie wartości pH są porównywalne. (Stężenie wskaźnika dwubarwnego w zasadzie nie wpływa na pH zmiany barwy wskaźnika.)

Jeżeli wskaźnik jest kwasem dwu protonowym

InH] InH‘ ln’~

i każda z postaci jest inaczej zabarwiona, to gdy pATi.i* jest bliskie pAfiia. wówczas obserwuje się jedną zmianę barwy w większym zakresie pH. Ody natomiast pk'i.i„ różni się znacznie od pKi*. wówczas obserwuje się wyraźnie dwa zakresy pH. odpowiadające różnym zmianom barwy.

Wskaźniki jednobarwne i dwu barwne stosuje się albo same. albo w mieszaninie z obojętnym barwnikiem, na którego tle zmiana barwy właściwego wskaźnika jest łatwiej zauważalna — są to wskaźniki mieszane

Stosuje się leż mieszaniny wskaźników, które zmieniają barwę stopniowo w szerokim zakresie pH. Są to wskaźniki uniwersalne, pozwalające szybko orientacyjnie określać pH. Wskaźniki takie są zawsze zaopatrzone w skalę barw odpowiadających określanym wartościom pH.

Oprócz opisanych wyżej wskaźników barwnych stosuje się czasami, szczególnie podczas miareczkowania roztworów zabarwionych, wskaźniki fluorescencyjne, które albo zmieniają barwę fluoresccncji. albo zaczynają fluoryzować przy określonym pH. Oczywiście wszystkie uwagi dotyczące wskaźników barwnych dotyczą również wskaźników fluorescencyjnych.

W tablicy 15 podano charakterystykę częściej stosowanych wskaźników alkacyme-trycznych (kwasowo-zasadowych). Wiedząc, jakie powinno być pH w punkcie równoważnikowym, do każdego miareczkowania można dobrać odpowiedni wskaźnik, którego pJTb jest możliwie bliskie tej wartości.