Индикаторлар ретінде қолданылатын заттарға қойылатын талаптар
Орындаған: Дабыл Ақниет
Титрлеудің соңғы нүктесін әртүрлі тәсілдермен анықтауға болады. Іс жүзінде жиі қолданылатын тәсілдердің бірі – индикаторлық тәсіл. Яғни, титрлеудің соңғы нүктесі индикатор түсінің өзгеруімен анықталады. Индикатор дегеніміз – эквиваленттік нүктеде немесе оған жақын нүктеде өзінің түсін өзгертетін әлсіз органикалық қышқылдар немесе негіздер. Индикаторды дұрыс таңдаған жағдайда, эквиваленттік нүкте титрлеудің соңғы нүктесіне сәйкес келеді. Қышқылдық-негіздік титрлеу әдісінде қышқылдық-негіздік немесе рН индикаторлар пайдаланылады, бұл индикаторлар ерітіндінің рН мәніне тәуелді түсін өзгертеді, мысалы: фенолфталеин, метил қызыл сарысы (метилоранж), лакмус, метилқызыл т.б.
Индикаторларға қойылатын талаптар:
1. Индикаторлар эквиваленттік нүктеде немесе оған жақын нүктеде өзінің түсін өзгертуі тиіс, осы жағдайда титрлеу қатесі төмен болады.
2. Индикатор титрантпен жоғары жылдамдықта әрекеттесуі тиіс. Индикаторларды сипаттайтын бірнеше теория бар:
1. Иондық теория немесе Оствальд теориясы. Бұл теория бойынша қышқылдық-негіздік титрлеуде пайдаланылатын индикаторлар ерітіндінің рН-ына байланысты өзінің түсін өзгертетін әлсіз органикалық қышқылдар немесе негіздер. Бұл тәсілде индикаторлардың молекула түрі мен ион түрінің түстерінде айырмашылық болады. Мысалы, индикатор лакмусты алсақ, қышқыл ортада түсі – қызыл (молекула түрі), сілтілік ортада түсі – көк (ион түрі).
HInd + Н2О ↔ H3О+ + Ind-
молекула түрі ион түрі
Титриметрия реакцияларына мынадай талаптар қойылады
Реакция аяғына дейін толық және жылдаим жүруі тиіс
Реакция қатаң эквивалентті мөлшерде болуы керек, реакцияға эквивалентті саны қосылған титрант саны 99,9% аз болмауы керек.
Ерітіндідегі қоспалар және қосымша реакциялар негізгі реакцияның жүруіне және эквиваленттік нүктені анықтауға кедергі келтірмеуі керек
Эквивалентттік нүкте анық болуы керек.
Эквиваленттік нүктені анықтау
1. Визуалды аналитикалық эффектілердің байқалуы (түсінің өзгеруі, лайлану, т.б.)
Физикалық-химиялық әдіс. Титрлеу барысында тіркеп отырған физикалық көрсеткіштердің өзгерістері арқылы.
Егер ерітіндіде Н+ иондарының концентрациясы көбейсе (ерітіндінің рН мәні төмендейді), себебі Н+ + Ind- → НInd тепе-теңдік оңнан солға ығысады. Молекула түрі (HInd) түзіледі, ерітінді қызыл түске боялады (орта қышқылдық). Егер ерітіндіде ОН- иондарының концентрациясы көбейсе (ерітіндінің рН мәні жоғарылайды), себебі ОН- + H3О+ → 2Н2О тепе-теңдік солдан оңға ығысады, ерітіндіде Ind- концентрациясы көбейеді. Ион түрі (Ind-) түзіледі, ерітінді көк түске боялады (орта сілтілік).
Егер ерітіндіде Н+ иондарының концентрациясы көбейсе (ерітіндінің рН мәні төмендейді), себебі Н+ + Ind- → НInd тепе-теңдік оңнан солға ығысады. Молекула түрі (HInd) түзіледі, ерітінді қызыл түске боялады (орта қышқылдық). Егер ерітіндіде ОН- иондарының концентрациясы көбейсе (ерітіндінің рН мәні жоғарылайды), себебі ОН- + H3О+ → 2Н2О тепе-теңдік солдан оңға ығысады, ерітіндіде Ind- концентрациясы көбейеді. Ион түрі (Ind-) түзіледі, ерітінді көк түске боялады (орта сілтілік).
. Индикаторлардың хромофорлы теориясы. Қышқылдық-негіздік индикаторлардың, яғни органикалық қосылыстардың түстерінің болуы олардың құрамындағы белгілі топтардың болуына байланысты, бұл топтар хромофорлы топтар деп аталады. Хромофорлы топтарға: карбонил (>С=О), нитрозо (-N=O), азотобы (–N=N–), хиноид тобы жатады. Органикалық қосылыстардың құрамында хромофорлардан басқа түстерін қанықтыра түсетін ауксохромдар болады. Ауксохромдарға: - NH2, - OH, - OCH3 т.б. жатады. Бұл теория бойынша Н+ немесе ОН- иондарының әсерінен, молекулалардың құрылысы ішкі молекулалық топтасуға түседі, нәтижесінде индикатордың түсі өзгереді. Хромофорлы теория бойынша ерітіндінің рН өзгеруіне байланысты қышқылдық-негіздік индикатордың құрылысы өзгереді. Бұл құбылыс индикатордың ерітіндіде әртүрлі таутомерлі түрде болуына байланысты.
. Индикаторлардың хромофорлы теориясы. Қышқылдық-негіздік индикаторлардың, яғни органикалық қосылыстардың түстерінің болуы олардың құрамындағы белгілі топтардың болуына байланысты, бұл топтар хромофорлы топтар деп аталады. Хромофорлы топтарға: карбонил (>С=О), нитрозо (-N=O), азотобы (–N=N–), хиноид тобы жатады. Органикалық қосылыстардың құрамында хромофорлардан басқа түстерін қанықтыра түсетін ауксохромдар болады. Ауксохромдарға: - NH2, - OH, - OCH3 т.б. жатады. Бұл теория бойынша Н+ немесе ОН- иондарының әсерінен, молекулалардың құрылысы ішкі молекулалық топтасуға түседі, нәтижесінде индикатордың түсі өзгереді. Хромофорлы теория бойынша ерітіндінің рН өзгеруіне байланысты қышқылдық-негіздік индикатордың құрылысы өзгереді. Бұл құбылыс индикатордың ерітіндіде әртүрлі таутомерлі түрде болуына байланысты.
Қышқылдық-негіздік индикаторлардың жіктелуі
Жеке- бір ғана қосылыстан тұрады
Аралас- 2 индикатор қоспасынан немесе индикатор мен бояғыш заттың қоспасынан түзіледі.
Түс өзгерісі бірден байқалады
Бір түсті-не молекуласы, не ионы ғана бочлатын болса (фенолфталеин)
Екі түсті- ионы да молекуласы да боялатын болса (лакмус)
рН индикаторлар
Индикатор белгілі рН шаиаларының арасында түсін өзгертеді. Ол Индикатордың түс өзгерту шамасы деп аталады.
Титрлеудің соңғы нүктесінде индикаторлардың түсі белгілі бір рН шамасына сәйкес келеді, сол шаманы индикатордың титрлеу көрсеткіші рТ деп атайды