Printre varietatea de substanțe organice, există compuși speciali care se caracterizează prin schimbări de culoare în diferite medii. Înainte de apariția pH-metrelor electronice moderne, indicatorii erau „instrumente” indispensabile pentru determinarea indicatorilor acido-bazici ai mediului și continuă să fie utilizați în practica de laborator ca substanțe auxiliare în chimia analitică și, de asemenea, în absența echipamentului necesar..
Pentru ce sunt indicatorii?
Inițial, proprietatea acestor compuși de a-și schimba culoarea în diverse medii a fost utilizată pe scară largă pentru a determina vizual proprietățile acido-bazice ale substanțelor în soluție, ceea ce a ajutat nu numai la determinarea naturii mediului, ci și la atragerea o concluzie despre produșii de reacție rezultați. Soluțiile indicatoare continuă să fie utilizate în practica de laborator pentru a determina concentrația substanțelor prin titrare și vă permit să învățați cum să utilizați metode improvizate în lipsa depH-metre moderne.
Există câteva zeci de astfel de substanțe, fiecare dintre ele sensibilă la o zonă destul de îngustă: de obicei nu depășește 3 puncte pe scala informativității. Datorită unei asemenea varietăți de cromofori și activității lor scăzute între ei, oamenii de știință au reușit să creeze indicatori universali care sunt utilizați pe scară largă în condiții de laborator și de producție.
Cei mai folosiți indicatori de pH
Este de remarcat faptul că, pe lângă proprietatea de identificare, acești compuși au o capacitate bună de vopsire, ceea ce le permite să fie utilizați pentru vopsirea țesăturilor în industria textilă. Dintre numărul mare de indicatori de culoare din chimie, cei mai faimoși și folosiți sunt metil portocaliu (metil portocaliu) și fenolftaleina. Majoritatea celorlalți cromofori sunt utilizați în prezent amestecați între ei sau pentru anumite sinteze și reacții.
Portocal de metil
Mulți coloranți sunt denumiți pentru culorile lor primare într-un mediu neutru, ceea ce este valabil și pentru acest cromofor. Portocaliul de metil este un colorant azoic având o grupare - N=N - în compoziția sa, care este responsabil pentru trecerea culorii indicatorului la roșu în mediu acid și la galben în cel alcalin. Compușii azoici în sine nu sunt baze puternice, totuși, prezența grupurilor donatoare de electroni (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 și altele) crește bazicitatea unuia dintre atomii de azot,care devine capabil să atașeze protoni de hidrogen conform principiului donor-acceptor. Prin urmare, la modificarea concentrațiilor de ioni H+ din soluție, se poate observa o schimbare a culorii indicatorului acido-bazic.
Mai multe despre prepararea portocalei de metil
Obțineți metil portocaliu prin reacția cu diazotarea acidului sulfanilic C6H4(SO3H)NH2 urmată de o combinație cu dimetilanilina C6H5N(CH3)2. Acidul sulfanilic este dizolvat într-o soluție alcalină de sodiu prin adăugarea de nitrit de sodiu NaNO 2, și apoi răcit cu gheață pentru a efectua sinteza la temperaturi cât mai apropiate de 0°C și se adaugă acid clorhidric HCI. În continuare, se prepară o soluție separată de dimetilanilină în HCI, care se toarnă în prima soluție la răcire, obținându-se un colorant. Se alcalinizează în continuare, iar din soluție precipită cristale portocalii închise, care, după câteva ore, sunt filtrate și uscate într-o baie de apă.
Fenolftaleină
Acest cromofor și-a primit numele de la adăugarea numelor celor doi reactivi implicați în sinteza sa. Culoarea indicatorului se remarcă prin schimbarea culorii sale într-un mediu alcalin cu dobândirea unei nuanțe de zmeură (roșu-violet, zmeură-roșu), care devine incoloră atunci când soluția este puternic alcalinizată. Fenolftaleina poate lua mai multe forme în funcție de pH-ul mediului, iar în mediile puternic acide are o culoare portocalie.
Acest cromofor este produs prin condensarea fenolului și anhidridei ftalice în prezența clorurii de zinc ZnCl2 sau a acidului sulfuric concentrat H2 SO 4. În stare solidă, moleculele de fenolftaleină sunt cristale incolore.
Anterior, fenolftaleina a fost utilizată în mod activ la crearea laxativelor, dar treptat utilizarea sa a fost redusă semnificativ datorită proprietăților cumulate stabilite.
Tornele
Acest indicator a fost unul dintre primii reactivi utilizați pe medii solide. Turnesul este un amestec complex de compuși naturali care se obține din anumite tipuri de licheni. Este folosit nu numai ca agent de colorare, ci și ca mijloc de determinare a pH-ului mediului. Acesta este unul dintre primii indicatori care au început să fie folosiți de om în practica chimică: este folosit sub formă de soluții apoase sau benzi de hârtie de filtru impregnate cu acesta. Turnesolul în stare solidă este o pulbere întunecată cu un ușor miros de amoniac. Când este dizolvat în apă pură, culoarea indicatorului devine violet, iar atunci când este acidulată, devine roșie. Într-un mediu alcalin, turnesolul devine albastru, ceea ce face posibilă utilizarea acestuia ca indicator universal pentru determinarea generală a indicatorului mediu.
Nu este posibil să se stabilească cu exactitate mecanismul și natura reacției care are loc atunci când pH-ul se modifică în structurile componentelor de turnesol, deoarece poate include până la 15 compuși diferiți, dintre care uniipot fi ingrediente active inseparabile, ceea ce le complică studiile individuale ale proprietăților chimice și fizice.
Hârtie indicator universal
Odată cu dezvoltarea științei și apariția lucrărilor indicatoare, stabilirea indicatorilor de mediu a devenit mult mai simplă, deoarece acum nu era necesar să existe reactivi lichizi gata pregătiți pentru orice cercetare de teren, pe care oamenii de știință și oamenii de știință criminalist. încă folosiți cu succes. Așadar, soluțiile au fost înlocuite cu hârtii indicatoare universale, care, datorită spectrului lor larg de acțiune, au eliminat aproape complet necesitatea folosirii oricăror alți indicatori acido-bazici.
Compoziția benzilor impregnate poate varia de la producător la producător, așa că o listă aproximativă de ingrediente poate fi următoarea:
- fenolftaleină (0-3, 0 și 8, 2-11);
- (di)metil galben (2, 9–4, 0);
- metil portocală (3, 1–4, 4);
- roșu de metil (4, 2–6, 2);
- albastru de bromotimol (6, 0–7, 8);
- α‒naftolftaleină (7, 3–8, 7);
- timol albastru (8, 0–9, 6);
- crezolftaleină (8, 2–9, 8).
Pachetul conține în mod necesar standarde de scară de culoare care vă permit să determinați pH-ul mediului de la 0 la 12 (aproximativ 14) cu o precizie de un număr întreg.
Printre altele, acești compuși pot fi utilizați împreună în soluții apoase și apă-alcool, ceea ce face ca utilizarea unor astfel de amestecuri să fie foarte convenabilă. Cu toate acestea, unele dintre aceste substanțe pot fi slab solubile în apă, așa că este necesarselectați solvent organic universal.
Datorită proprietăților lor, indicatorii acido-bazici și-au găsit aplicarea în multe domenii ale științei, iar diversitatea lor a făcut posibilă crearea de amestecuri universale care sunt sensibile la o gamă largă de indicatori de pH.
