Файл: Кузнецов В.В. Применение органических аналитических реагентов в анализе неорганических веществ учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

- Г35 -

 

 

 

 

 

величину какого-либо показателя среды по различным легко

заметным

признакам, как , например, изменение окраски, появление или

и с ч е з ­

новение свечения, характерного

осадка и д р .

 

 

 

 

Теория

действия

индикаторов,

используемых

в

различных

титри -

метрических

методах,

подробно

рассматривается

в

учебнике

А.П.Креш-

кова "Основы аналитической химии", М., "Химия", 1971, том 2.

Ниже приводятся примеры использования различных

ОргЛР в

качестве

индикаторов

с указанием, интервала

перехода - области изменения

физико-химического показателя

среды (pH, Е ) , в

которой наиболее

четко проявлено изменение окраски индикатора.

 

 

 

 

Выбирая

индикатор для конкретного случая

титрования,

 

его под­

бирают так , чтобы интервал перехода ин"ткатора совпадал со скачком

титрования,

наблюдаемым в данной

системе.

 

 

К и с л о т н о - о с н о в н ы е

и н д и к а т о р ы .

В к а ч е с т в е

кислотно-основных индикаторов используются азокраси -

тели,

трифеиилметановые красители

и некоторые другие

органические

соединения, в которых протонизированная и депротонизированная

Формы

различаются

по окраске (стр . 45) . В таблице-18

приведены

примеры некоторых

таких индикаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 18

 

 

Некоторые

кислотно-основные

индикаторы

 

Индикатор

Формула

индикатора

 

Интервал

Изменение

 

пеоехода,

окраски

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'pH

 

Метиловый

 

 

 

 

0,13-0,5"

Желтая -

Фиолетовый

 

 

 

 

 

зеленая

(î-ыіі

п е р е ­

 

 

 

 

 

 

ход)

 

 

 

 

 

 

Тропеолин

 

 

 

 

1,4-3,2

Красная

 

 

 

 

 

 

 

желтая

Метиловый

 

 

 

 

3,1-4,4

Красная

ооанжевый

 

 

соон

 

желтая

 

 

 

 

 

 

Метиловый

 

 

 

 

4,4 -6,3

Красная

красный

 

 

 

 

 

желтая

 

 

 

 

 

 

Феноловый

 

H O < > - Ç = Q > = O

 

6,8-8,4

Желтая -

красный

 

 

 

 

 

красная

 

 

 

 

 

 

Т'енолтталеин

 

 

 

8,0-9,8

Бесцветная -

 

 

 

 

красно—І*іо-

 

 

 

 

 

 

 

летовая


 

 

 

136

-

 

 

 

 

 

 

 

Тимолфталеин

HjC-CH-CHj

у C

 

 

9,3-10,5

 

Бесцветная -

 

 

cooJ -CH-CHJ

 

синяя

 

Оранжевый Ж

 

 

С'/О

 

 

I I , 5-14

 

красная

 

 

 

 

он

H

 

 

 

Желтая

-

 

 

Мао, S

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменение окраски

индикатора тем отчетливее, чем более

р а з ­

личны для г л а з а

окраски

двух

форм. Лучше

в с е г о , если

предельные

цвета по отношению друг к другу являются

дополнительными

( с т р . 30).

Такой индикатор

в промежуточной

области

будет бесцветным

или серым

и это удобно для практики.

Такой

эффект д о с т и г а е т с я

при добавлении

к раствору индикатора красителя, дополняющего окраску одной из

форм индикатора до дополнительной.

Подобные индикаторы

называются^

смешанными^..Примеры кислотно-основных смешанных индикаторов

п р и ­

ведены в таблице

19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

19

 

 

Некоторые кислотно-основные смешанные индикаторы

 

Компоненты смеси и их

 

 

 

рТ

 

Изменение

окраски

соотношение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метиловый красный + метиле -

 

 

6,4

Красно-фиолетовая

-

новый голубой

(1:1) .

 

 

 

 

 

 

зеленая

 

 

 

 

 

Нейтральный красный + мети -

 

7,0

Фиолетово-синяя

-

 

леновый голубой (1:1)

 

 

 

 

 

 

зелена я

 

 

 

 

 

Тимолфталеин + ализарин С

 

 

 

10,2

Желтая -

фиолетовая

(1:1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• При работе

о мутными или окрашенными растворами

удобно и с ­

пользовать фщо2Ѳсцёнтние_ индикаторы. Свойствами

флуоресцентных

индикаторов обладают некоторые производные нафталина,

 

акридина и

других соединений (таблица

20),

 

 

 

 

 

 

 

 

Хемилташнесіі£нтный_ индикатор - люминол (гидразид

3-амино-

фталевой кислоты), добавленный в титруемый раствор вместе с

^ 0 2 ,

высвечивает при pH 8,0-8,5

голубым

светом вследствие

явления х е -

милюминеоценции, происходящего

при окислении люминола:

 

 

 

NH, 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ООН"

COD"

 

С00~


 

 

 

-

137

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 20

 

Некоторые флуоресцентные

киг - отно - основные индикаторы

 

 

 

 

 

 

 

Интервал

pH

Изменение

Индикатор

 

Формула

индикатора

изменения

ц в е т а

 

 

 

 

 

 

флуоресценции

фшуореоценции

4-Этоксиакридон

ООО

1,4-3,2

 

Зеленая

-

 

 

 

 

синяя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І-Нафтиламин

 

 

»

т осу%

3,4 - 4,8

 

Нарастание

си ­

 

NM,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ней фиуоресцен-

 

 

 

 

 

 

 

 

' ЦИИ

 

Акридин

 

O

Ç

Û

 

4,8 - 6, 6

 

•Зеленая

-

 

 

 

 

 

фиолетово -

 

 

 

 

 

 

 

 

синяя

 

г-НаіГггол-б.в-

 

 

30, M

 

7,4 - 9,0

 

Отсутствует •

<;исульфокислота

 

 

 

 

 

 

синяя

 

 

 

НО, 8

 

 

 

 

 

 

 

В связи о широким распространением методов

титрования в н е ­

водных средах

некоторые

синтетические красители

используются

в

к а ч е с т в е индикаторов на ионы лиония .

Поведение индикаторов в

н е ­

водных средах

не совпадает

с их свойствами в

водных р а с т в о р а х

и

изучено недостаточно . Примеры применения индикаторов в неводных средах приведены в таблице 2 1 .

Таблица 21 Некоторые индикаторы дл я титрования в неводных средах

Индикатор

Кристаллич еский фиолетовый

Метиловый

фиолетовый

Тимоловый

синий

Азофиолетовый / 4 - ( л . - г :трофе-

но л ) - а з о р е з о р - цин)/

Определяемое

вещест­

Титрант

Переход

окраски

во , среда

 

в

ТЭ

Основания (амины) в ле ­

нсто4

Синяя -

з е л е н а я

дяной уксусной

кислоте

 

 

 

Кислоты в диметилформамиде; оснс іания в этилег ѵгиі ;'0ле+ и з о п р о -

панол

Кислоты в этиленглико - л е

нсіо4

Фиолетовая

-

 

синяя

 

 

CHgOK

Желтая -

синяя

нсю4

 

 

 

CHgOK

Бесцветная

- л;ел-

в ацэ'1'o-

т а я ( а ц е т с н и г р и л ) ;

нитрг е

красная

-

синяя

или

( а ц е т о н )

 

ацетоне

 

 

 


-

ISO -

О к и с л и т е л ь н о - в о с с j а я о в и т е л ь н ы ь

и н д и к а т о р ы . Реакции

окисяенил - восстановления некоторых

органических соединений могут быть использованы как индикаторные

системы, если

окраска окисленной и восстановленной форм различна .

В

зависимости

от свойств

используемой

системы различают

обратимые

и

необратимые

индикаторы.

3 таблице 22 приведены сведения о н е к о ­

торых окислительно-вооотановительных

индикаторах.

 

 

 

 

 

Таблица

22

Некоторые окислительно - восстановительные индикаторы

Индикатор

Нейтральный

красный

Сафранин

Метиленовыіі

голубой

дифениламин

Фенилантрани- л о в а я кислота]

Ферроин

•^-ДишфидилІ

(комплекс с Ru( I I I ) ) j

Формула индикатора Е 0 ,

в

Окраска

Форм

Воест.

Окисл.

 

 

-0,330

Бесцветная

Красная

(pH

7)

 

 

+0,24

0)

 

Красная

(pH

 

 

+0,53

 

Голубая

(pH

0)

 

 

 

,x)

 

Фиолетовая

pH 0)

 

 

 

+ I , 0 8 x )

 

Красно-

 

 

 

фиолетовая

+1,14

 

Красная

Бледно-

 

 

 

голубая

+ I , 3 3 x )

ііелтая

Бесцветная

( I M

 

 

 

UNOg)

х) У.ццикаторіі, показания которых мало зависят о г ионной силы.


 

 

 

 

 

 

 

 

-

139

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К о м п л е к с о н о м е т р и ч е с к и е

 

 

 

 

и н д и к а ­

т о р ы

 

( с т р . 1 3 3 ) .

В таблице 23

 

приведены

примеры

 

использования

некоторых

ОргАР в

к а ч е с т в е комшіексонометрических

индикаторов .

В некоторых случаях удобнее применять смешанные индикаторы,

получаемые

добавлением

 

в титруемый

р а с т в о р к р а с и т е л е й ,

играющих

роль внутренних светофильтров .

Это

улучшает

р е з к о с т ь

 

изменения

 

окраски в ТЭ. Таким смешанным индикатором,

 

например,

 

я в л я е т с я

 

гидрон

I

-

смесь металлиндикатора

кислотного

рднохромсинего

3

 

и красителя

 

нафтолового

желтого:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

он

 

 

 

 

 

c

e w

он

НО

 

МНСОСНз

 

 

 

 

w«o,s

 

 

 

 

 

N o,

 

 

 

c e ^ c e

" ^ о м

 

 

 

_ +

 

 

 

 

 

 

 

 

і о 2

 

 

 

 

При титровании ионов

 

Ca

 

и

Mg*

раствором

ЭДТА гидрон

I

дает переход окраски от красной к

з е л е н о й .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При титровании солей редкоземельных элементов

т а к о г о

рода

смешанным индикатором

я в л я е т с я

 

смесь ализарина

С

(индикатор)

и

метиленового

голубого

(внутренний

с в е т о ф и л ь т р ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме

фотометрических

ОргАР

в

к а ч е с т в е комплексонометрических

индикаторов используют и флуоресцентные реагенты,

 

например,

8 - окои -

хинолин-5 - сульфокислоту. Реагент в

р а с т в о р е ,

с о д е р -

 

 

 

 

S03H

жащем

ионы

цинка

(pH

10)

д а е т

сильную

желто-зеленую

 

 

 

 

 

 

флуоресцепцию, которая

и с ч е з а е т в

конечѣой

 

точке

 

 

 

 

^

 

 

 

титрования .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'"'ц-Ь

 

 

3 N C

\^ѴУ Ч/Ѵ^"

 

 

 

 

С а

 

Флуорексон

(кальцеин)

 

c

 

coW

 

 

 

при

pH

10.

После

д о с -

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

и с п о л ь з у е т с я

как индикатор

H0OCCHt

 

 

X X

XX

 

 

 

 

 

 

 

при

ояределении

B a 2

t S r ? +

 

 

 

H 2 ' ' ^ ^ C ^ v ^ C H i N

 

 

 

 

 

 

г +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н00ССНг

 

 

 

 

 

 

^ "*

 

 

тижеішя.

ТЭ

синяя

или

з е л е -

 

 

 

 

 

L j j

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

флуоресценция

и с ч е з а е т ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

так к а к флуоресцирующие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

комплексы

этих

ионов

с

флу-

орексоном

разрушаются

ЭДТА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

проводят титрование

р а с т в о р о в ,

в

которых

н а х о д я т с я

в рав­

новесии ионы одного и того же металла в различных степенях

о к и с л е ­

ния,

то

в

 

ТЭ происходит

р е з к о е

изменение

 

о к и с л и т е л ь н о - в о с с т а н о в и ­

тельного потенциала этой пары, объясняемое

различием

в

у с т о й ч и в о с ­

ти комшіексонатов

этих

ионов .

Например,

вариаминовыіі

синий

и с п о л ь ­

з у е т с я

как

 

индикатор

при

титровании Р е в +

ЭДТА.

Бесцветное

ле' : - 'о~

соединение

 

индикатора

вначале

о к и с л я е т с я

. Л 3

!

фиолетовый

и н д а _ _ я :