Picture1

36

[H⁺|<[OH-J,    [H⁺] < 10"⁷ mol/dm³, pH>7,

[OH"l > 10 ⁷ mol/dm³, pOH < 7.

2.2.5. Wskaźniki kwasowo-zasadowe

Do orientacyjnego badania odczynu roztworów siużą wskaźniki pH (indykatory). Są to związki o charakterze słabych kwasów HInd lub słabych zasad organicznych IndOH, których jony mają inne zabarwienie niż forma niezdysocjowana. Dysocja-cję wskaźników typu kwasowo-zasadowego można przedstawić schematyczni*

HInd «-» H⁺ + Ind~,

IndOH «• Ind⁺ + OH*.

Barwa roztworu zależy od stosunku stężeń obu form wskaźnika, zdysocjowa-nej i niezdysocjowanej, co związane jest ściśle ze stężeniem jonów [H⁺|, czyli od pH roztworu. Wzrost stężenia jonów wodorowych w obecności wskaźnika kwasowego powoduje przesunięcie równowagi reakcji w lewo, czyli wzrost stężenia formy niezdysocjowanej. Dodanie do roztworu zasady, czyli zmniejszenie stężenia jonów wodorowych w obecności wskaźnika kwasowego, powoduje przesunięcie równowagi reakcji w prawo, czyli wzrost stężenia formy zdysocjowanej.

Przedział pH, w którym dany wskaźnik zmienia zabarwienie, nazywa się zakresem wskaźnikowym. Na przykład oranż metylowy przyjmuje charakterystyczne zabarwienie w przedziale pH 3,1-4,4, tzn. przy pH < 3,1 przyjmuje zabarwienie czerwone, natomiast przy pH > 4,4 obserwuje się zabarwienie żółte. Inny powszechnie używany wskaźnik - fenoloftaleina jest bezbarwna w roztworach

Tabela 5

Wybrane wskaźniki kwasowo-zasadowe

Wskaźnik	Zakres wskaźnikowy PH	Zmiana zabarwienia
Fenoloftaleina	8,1-9,8	bezbarwny/ karm i nowoczerwony
Oranż metylowy	3,1-4,4	pomarańczowoczerwony/żółty
Lakmus	5,0-8,0	czerwony/niebieski
Czerwień metylowa	4,2-6,2	czerwony/żółty
Błękit tymolowy	1,2-2,8 8,0-9,6	czerwony/żółty żółty/niebieski
Czerwień Kongo	3,0-5,2	niebieski/czerwony
Papierek uniwersalny	1-14	według skali barw

Źródło: opracowanie własne na podstawie [5, I0|.

o pH < 8,2, natomiast przy pH > 9,8 przyjmuje zabarwienie karmi nowoczerwone. Zakresy wskaźnikowe i odpowiadające im zmiany barwy innych wskaźników podano w tabeli 5.

Wskaźniki mogą być stosowane bezpośrednio lub w formie tzw. papierków wskaźnikowych, czyli pasków bibuły nasyconej odpowiednim indykatorem. Papierki mogą zawierać:

-jeden wskaźnik, np. papierki Kongo, lakmusowy,fenoloftaleinowy,

- mieszaninę wskaźników, np. papierki uniwersalne umożliwiające określenie pH roztworu z dokładnością do 0,5 jednostki, przez porównanie zabarwienia papierka z dołączoną skalą barw.

2.3. Reakcja zobojętniania

Reakcje w roztworach elektrolitów są reakcjami wymiany jonowej. Należą do nich reakcje zobojętnienia i hydrolizy, a także reakcje kwasów, zasad i soli z solami. Reakcja zobojętnienia zachodzi między kwasami i wodorotlenkami (zasadami), w wyniku reakcji powstaje sól i słabo zdysocjowana cząsteczka wody [5, 12]:

kwas + wodorotlenek -» sól + woda.

W reakcji zobojętnienia następuje przeniesienie protonu H* z kwasu (lub jonu hydroniowego H₃0⁺) do jonu wodorotlenowego OH . stąd zapis reakcji zobojętnienia można zapisać w uproszczeniu:

H⁺ + OH~ -» H₂0.

H₃0⁺ + OH- -» H,0 + H,0.

Przykłady

Przebieg reakcji zobojętnienia, uwzględniając moc kwasów i zasad, jest następujący (po stronie produktów reakcji podano nazwę powstającej soli):

1.    Mocny kwas + mocna zasada, np.:

HCI + NaOH -» NaCl + H,0, chlorek sodu H⁺ + GP + Na⁺ + OH- -» Na* + €P + H₂0.

H* + OH" -» H₂0.

2.    Słaby kwas + mocna zasada, np.:

H₂S + 2KOH -» K,S + 2H₂0, siarczek potasu