Rješenja za promjenu boje indikatora

Svrha rada: određivanje aktivne kiselosti otopina promjenama boje različitih indikatora.

Reagensi: destilirana voda, otopine klorovodične kiseline HCl i natrijevog hidroksida NaOH koncentracije 0,1 mol/l, otopine fenolftaleina (otopina alkohola), metiloranža, univerzalni indikator i univerzalni lakmus papir.

Oprema: stalak s epruvetama, pipete.

Metoda rada

Da biste se upoznali s promjenama boje indikatora u različitim sredinama, u tri epruvete ulijte po 5 ml destilirane vode, klorovodične kiseline i natrijevog hidroksida koncentracije 0,1 mol/l.

U svaku epruvetu ulijte 2 kapi otopine metiloranža. Sadržaj epruvete protresti ili promiješati staklenim štapićem i usporediti boje indikatora u neutralnoj, lužnatoj i kiseloj otopini.

Ponovite pokus s univerzalnim indikatorom, fenolftaleinom i indikatorskim lakmus papirima.

Kako se mijenjaju boje otopina? Zapažanja zabilježite u tablicu. 4.1.

Tablica 4.1

Rezultati promjene boja indikatora

Izvedite zaključke o promjenama boje indikatora u različitim okruženjima.

Laboratorijski rad 4.2. Određivanje koncentracije

Otopina lužine titracijom

Svrha rada: odrediti koncentraciju otopine natrijevog hidroksida NaOH titracijom otopinom klorovodične kiseline.

Reagensi: destilirana voda, otopine klorovodične kiseline HCl (ili HNO 3) i natrijevog hidroksida NaOH (ili KOH) koncentracije
0,1 mol/l, otopine fenolftaleina (otopina alkohola) ili metiloranža.

Oprema: konusne tikvice od 50-100 ml, pipete od 10 ml, birete od 25 ml, menzure od 50-100 ml, indikatorske kapaljke, mjerne posude ili mjerne cijevi, stakleni štapići, filter papir.

Metoda rada

Za rad morate imati otopinu klorovodične kiseline HC1 koncentracije 0,1 mol/l. Tijekom titracije dolazi do reakcije neutralizacije

HCl + NaOH = NaCl + H2O.

Kako bi zabilježili trenutak neutralizacije, pribjegavaju se pomoći indikatora (fenolftalein ili metiloranž).

Titracija započinje punjenjem birete otopinom klorovodične kiseline HCl koncentracije 0,1 mol/l iznad nulte podjele.

Otpipetirati 10 ml otopine natrijevog hidroksida NaOH i uliti u konusnu tikvicu od 100 ml. Tamo dodajte 2-3 kapi indikatora metiloranža.

Nastavite s titracijom: otopinu kiseline iz birete kapajte u malim obrocima, otprilike 0,2 ml, u otopinu lužine, koja se neprestano miješa.

Područje otopine u koju ulazi kiselina postaje ružičasto, a nakon mućkanja postaje žuto. Kada ružičasto u otopini počne požutjeti, počnite polako spuštati otopinu kiseline u koracima od 0,1 ml i nastavite dok otopina u tikvici ne poprimi trajnu ružičastu boju od jedne kapi. Time je titracija završena.

Odredite volumen otopine kiseline upotrijebljene za neutralizaciju lužine pomoću podjela birete. Titracija se ponavlja još dva puta.

Volumen uzete lužine i dobiveni volumen kiseline upisuju se u tablicu. 4.2.

Tablica 4.2

Izračunajte molarnu koncentraciju natrijevog hidroksida pomoću formule (4.1), dobivenu vrijednost upišite u tablicu. 4.2. Izvlače zaključak.

Laboratorijski rad 4.3. Određivanje koncentracije otopine

Kiseline titracijom

Svrha rada: odrediti koncentraciju kiseline titracijom.

Reagensi: destilirana voda, otopine klorovodične kiseline HCl (ili HNO 3) i natrijevog hidroksida NaOH (ili KOH) koncentracije 0,1 mol/l, otopine fenolftaleina (otopina alkohola) ili metiloranža.

Oprema: konusne tikvice zapremnine 50-100 ml, pipete zapremnine 10 ml, birete zapremnine 25 ml, čaše zapremnine 50-100 ml, kapaljke za indikatore, stakleni štapići, filter papir.

Metoda rada

Za rad morate imati otopinu natrijevog hidroksida NaOH koncentracije 0,1 mol/l.

Kao u radu 4.2. Pripremite biretu napunjenu otopinom lužine. Otpipetirati 10 ml otopine kiseline i uliti u konusnu tikvicu od 100 ml; tamo dodajte 2-3 kapi indikatora fenolftaleina. Stavite tikvicu na bijeli papir ispod birete.

Nastavite s titracijom: ukapajte otopinu lužine iz birete u malim obrocima, približno 0,2 ml, u otopinu kiseline koja se neprestano miješa.

Područje otopine u koju ulazi lužina postaje ružičasto, što nestaje kada se protrese. Kada ružičasta boja u otopini počne polako nestajati, počnite spuštati otopinu kiseline u koracima od 0,1 ml i nastavite sve dok se u tikvici ne pojavi slaba, ali prilično postojana boja otopine od jedne kapi. Time je titracija završena.

Odredite volumen otopine lužine upotrijebljene za neutralizaciju kiseline pomoću podjela birete.

Titracija se ponavlja još dva puta, svaki put počevši od nulte podjele birete.

Volumen uzete kiseline i dobivene vrijednosti volumena lužine bilježe se u tablici. 4.3.

Tablica 4.3

Rezultati pokusa i proračuna

Sadržaj klorovodične kiseline izračunava se pomoću formule (4.1), vrijednost se bilježi u tablici. 4.3. Izvlače zaključak.

Pitanja za samopripremu i kontrolu

1. Što je titracija? Kako se izvodi ova operacija?

2. Koje se rješenje naziva standardnim?

3. Što je točka ekvivalencije i kako se utvrđuje?

4. Zašto dolazi do oštre promjene boje indikatora u točki ekvivalencije?

5. Zašto se pri titraciji otopine koriste indikatori?

6. Što je prijelazno područje indikatora?

7. U kojoj okolini metiloranž i fenolftalein mijenjaju boju?

8. U kojim volumnim omjerima reagiraju otopine iste i različite molarne koncentracije?

Povezane informacije.

Donja granica metiloranža str. H 3. 1 Crvena gornja granica str. H 4. 4 ↔ žuti 4 -(4-dimetilaminofenilazo)natrijev benzen sulfonat

Fenolftalein Ući u kiselinu drugima je neuspjeh, Ali on će to izdržati bez uzdisaja, bez plača. Ali u alkalijama fenolftalein neće imati život, nego čiste maline!

Oksokiseline klora Ka r. H 0,1 M otopina Hipoklorna HCl. O 2,9*10 -8 7,2 2,8 Klorid HCl. O 2 1,1*10 -2 2 1,5 0,1 -1 1,0*1010 -10 1,0 Hipoklorna kiselina HCl. O 3 Klorna HCl. O 4

R. Ka nekih slabih kiselina (HO)n. XO formula str. Ka HCl. O 7,2 HCl. O 2 2,0 HBr. O 8,7 HNO 2 3,3 HJO 11,0 H 2 SO 3 1,9 H 3 As. O 3 9, 2 H 2 Se. O 3 2,6 H 4 Ge. O 4 8,6 H 3 PO 4 2,1 H 3 As. O 4 2, 3

R. Ka nekih slabih kiselina (HO)n. XO formula str. Ka HCl. O 7,2 HCl. O2 2,0 H2CO3 6,3 HBr. O 8,7 HNO 2 3,3 HJO 11,0 H 2 SO 3 1,9 H 3 As. O 3 9, 2 H 2 Se. O 3 2,6 H 4 Ge. O 4 8,6 H 3 PO 4 2,1 H 3 As. O 4 2, 3

R. Ka nekih slabih kiselina (HO)n. XO formula str. Ka HCl. O 7,2 HCl. O2 2,0 H2CO3 6,3 HBr. O 8,7 HNO 2 3,3 H 3 PO 3 1,8 HJO 11,0 H 2 SO 3 1,9 H 3 PO 2 2,0 H 3 As. O 3 9, 2 H 2 Se. O 3 2,6 H 4 Ge. O 4 8,6 H 3 PO 4 2,1 H 3 As. O 4 2, 3

Razmotrite sljedeće slučajeve titracije.

Titracija jake kiseline jakom bazom

HCl + NaOH® NaCl + H2O

H + + OH -® H2O

U točki ekvivalencije nastaje sol jake kiseline i jake baze koja ne podliježe hidrolizi. Reakcija medija bit će neutralna (pH=7). U ovom slučaju lakmus može poslužiti kao indikator.

Titracija slabe kiseline jakom bazom

CH 3 COOH + NaOH ® CH 3 COONa + H 2 O

CH 3 COOH + OH - ® CH 3 COO - + H 2 O

Dobivena sol slabe kiseline i jake baze u otopini se podvrgava hidrolizi:

CH 3 COO - + HOH ® CH 3 COOH + OH -

Točka ekvivalencije u ovom slučaju bit će u alkalnoj sredini, pa treba koristiti indikator koji mijenja boju pri pH>7, na primjer, fenolftalein.

Titracija slabe baze jakom kiselinom

NH 4 OH + HCl® NH 4 Cl + H 2 O

NH 4 OH + H + ® NH 4 + + H 2 O

Dobivena sol u otopini prolazi kroz hidrolizu:

NH 4 + + HOH ® NH 4 OH + H +

Točka ekvivalencije bit će u kiseloj sredini, pa se može koristiti metiloranž.

UZORAK izrade laboratorijskog rada u

Titrimetrijska analiza

Laboratorijski rad br ... Datum

“Naziv laboratorijskog rada”

Primarni standard - SE (NaOH) = …………mol/l

Određena tvar (titrant) - SE (HCl) = ?, T(HCl) = ?

Indikator - metil narančasta

Uvjeti titracije - (pH medija, zagrijavanje itd.)

Jednadžba reakcije (u molekularnom i ionsko-molekulskom obliku):

Rezultati pokusa unose se u tablicu:

Izračuni:

PRIPREMA I STANDARDIZACIJA OTOPINA TITRANTA KISELINSKO-BAZNE TITRACIJE

1. Priprema i standardizacija 0,1 M HCl

Hidrometrom odredite gustoću dane koncentrirane otopine klorovodične kiseline (uzmimo da je r = 1,179 g/ml).

Pomoću tablice gustoće otopine (prilog tablice 3) odredite maseni udio kiseline u ovoj otopini (w = 36%). Izračunajte koliki volumen 36% otopine HCl treba uzeti za pripremu 250 ml 0,1 mol/l otopine.

Molarna masa HCl ekvivalenta je 36,46 g/mol, tako da 250 ml otopine od 0,1 mol/L treba sadržavati 0,912 g bezvodnog HCl:

m(HCl) = M E · S E · V = 36,46 · 0,1 · 0,25 = 0,912 g

Masa 36% otopine HCl koja sadrži ovu količinu kiseline jednaka je:

Volumen izvorne otopine kiseline može se pronaći pomoću formule:

Izmjerite izračunati volumen (» 2,0 ml) 36% otopine klorovodične kiseline malim graduiranim cilindrom i ulijte u veliki cilindar. Destiliranom vodom dovedite volumen otopine do 250 ml, ulijte u bocu od 250 ml i promiješajte.

1.2. Priprema otopine primarne standardne tvari

Natrijev tetraborat i HCl međusobno reagiraju na sljedeći način

Na 2 B 4 O 7 + 2NCl +5H 2 O ® 2NaSl +4N 3 BO 3

Faktor ekvivalencije Na 2 B 4 O 7 u ovoj reakciji je 1/2, M(1/2 Na 2 B 4 0 7 × 10H 2 O) = 190,686 g/mol.

Za pripremu 100 ml 0,1M 1/2 Na 2 B 4 O 7 potrebno je uzeti m = C × V × M = 0,1 × 0,1 × 190,686 = 1,9 g Na 2 B 4 0 7 × 10H 2 O .

Najprije se ručnom vagom izvaže oko 1,9 g Na 2 B 4 0 7 × 10H 2 O. Masa uzetog uzorka zatim se razbistri pomoću analitičke vage i otopi u oko 50 ml vruće vode u čaši od 100 ml. odmjerna tikvica. Nakon hlađenja, otopina se namjesti vodom na temperaturu okoliš, do oznake i promiješajte. Izračunajte točnu koncentraciju natrijeva tetraborata u otopini

,

gdje je m masa uzorka natrijevog tetraborata dekahidrata, izmjerena analitičkom vagom.

1.3. Titracija otopine primarne standardne tvari standardiziranom otopinom HCl

Otpipetirati 10,00 ml otopine natrijevog tetraborata u 3 titracijske tikvice, u svaku tikvicu dodati 2 kapi 1% otopine metiloranža i titrirati pripremljenom otopinom HCl. Titracija se provodi sve dok čista žuta boja otopine ne dobije narančastu nijansu. Za usporedbu, možete uzeti 10 ml destilirane vode i dodati joj istu količinu indikatora kao i otopini koja se analizira. Titracija se provodi sve dok se ne pojave razlike u bojama obje otopine.

Molarna koncentracija HCl u otopini je

Gdje 10,00 ml, - prosječna vrijednost volumena (ml) otopine HCl koja se koristi za titraciju.

Među raznolikošću organska tvar Postoje posebni spojevi koji se odlikuju promjenama boje u različitim okruženjima. Prije pojave suvremenih elektroničkih pH metara, indikatori su bili neizostavan "alat" za određivanje kiselo-baznih parametara okoliša, te se i dalje koriste u laboratorijskoj praksi kao pomoćna sredstva u analitičkoj kemiji, kao iu nedostatku potrebne opreme. .

Čemu služe indikatori?

U početku se svojstvo ovih spojeva da mijenjaju boju u različitim okruženjima naširoko koristilo za vizualno određivanje kiselo-baznih svojstava tvari u otopini, što je pomoglo odrediti ne samo prirodu okoliša, već i donijeti zaključak o reakciji nastali proizvodi. Indikatorske otopine i dalje se koriste u laboratorijskoj praksi za određivanje koncentracije tvari titracijom i omogućuju naučiti kako koristiti dostupne metode u nedostatku modernih pH metara.

Postoji nekoliko desetaka tvari ove vrste, od kojih je svaka osjetljiva na prilično usko područje: obično ne prelazi 3 boda na ljestvici sadržaja informacija. Zahvaljujući takvoj raznolikosti kromofora i njihovoj niskoj međusobnoj aktivnosti, znanstvenici su uspjeli stvoriti univerzalne indikatore koji se široko koriste u laboratorijskim i industrijskim uvjetima.

Najčešće korišteni pH indikatori

Važno je napomenuti da osim svojstva identifikacije, ovi spojevi imaju dobru sposobnost bojanja, što im omogućuje upotrebu za bojanje tkanina u tekstilnoj industriji. Od velikog broja indikatora boja u kemiji najpoznatiji i korišteni su metiloranž (metiloranž) i fenolftalein. Većina drugih kromofora trenutno se koristi u međusobnim mješavinama ili za specifične sinteze i reakcije.

Metil narančasta

Mnoge boje dobile su naziv zbog svojih primarnih boja u neutralnom okruženju, što je također svojstveno ovom kromoforu. Metilnarančasta je azo boja koja u svom sastavu ima skupinu - N = N - koja je odgovorna za prijelaz boje indikatora u crvenu i žutu u alkalnu. Azo spojevi sami po sebi nisu jake baze, ali prisutnost skupina koje doniraju elektron (-OH, -NH 2, -NH (CH 3), -N (CH 3) 2 itd.) povećava bazičnost jednog od dušikovih atoma. atoma, koji postaje sposoban vezati protone vodika prema principu donor-akceptor. Stoga se pri promjeni koncentracija H + iona u otopini može uočiti promjena boje kiselinsko-baznog indikatora.

Saznajte više o izradi metiloranža

Metil oranž se dobiva diazotizacijom sulfanilne kiseline C 6 H 4 (SO 3 H) NH 2 nakon čega slijedi kombinacija s dimetilanilinom C 6 H 5 N (CH 3) 2. Sulfanilna kiselina se otopi u otopini natrijeve lužine, uz dodatak natrijevog nitrita NaNO 2, a zatim se ohladi s ledom da se izvede sinteza na temperaturama što je moguće bliže 0°C i doda se klorovodična kiselina HCl. Zatim se pripremi zasebna otopina dimetilanilina u HCl, koja se ohlađena ulije u prvu otopinu da se dobije boja. Dalje se alkalizira, a iz otopine se talože tamnonarančasti kristali koji se nakon nekoliko sati filtriraju i suše u vodenoj kupelji.

Fenolftalein

Ovaj je kromofor dobio ime dodavanjem imena dvaju reagensa koji sudjeluju u njegovoj sintezi. Boja indikatora je značajna po promjeni boje u alkalnom okruženju s dobivanjem grimizne (crveno-ljubičaste, grimizno-crvene) nijanse, koja postaje obezbojena kada je otopina jako alkalizirana. Fenolftalein može imati nekoliko oblika ovisno o pH okolini, a u jako kiselim sredinama ima narančastu boju.

Ovaj kromofor se dobiva kondenzacijom fenola i ftalnog anhidrida u prisutnosti cink klorida ZnCl 2 ili koncentrirane sumporne kiseline H 2 SO 4. U čvrstom stanju, molekule fenolftaleina su bezbojni kristali.

Ranije se fenolftalein aktivno koristio u stvaranju laksativa, ali je postupno njegova upotreba značajno smanjena zbog utvrđenih kumulativnih svojstava.

Lakmus

Ovaj indikator bio je jedan od prvih reagensa korištenih na čvrstim medijima. Lakmus je složena mješavina prirodnih spojeva koja se dobiva iz određenih vrsta lišajeva. Koristi se ne samo kao, već i kao sredstvo za određivanje pH okoliša. Ovo je jedan od prvih indikatora koji su ljudi počeli koristiti u kemijskoj praksi: koristi se u obliku vodenih otopina ili u njima namočenih traka filter papira. Čvrsti lakmus je tamni prah sa slabim mirisom amonijaka. Kada se otopi u čista voda Boja indikatora poprima ljubičastu boju, a zakiseljenom daje crvenu boju. U alkalnom okruženju lakmus postaje plav, što mu omogućuje da se koristi kao univerzalni indikator za opće određivanje ekoloških pokazatelja.

Nije moguće točno utvrditi mehanizam i prirodu reakcije koja se događa pri promjeni pH u strukturama komponenti lakmusa, budući da može sadržavati do 15 različitih spojeva, od kojih neki mogu biti neodvojive aktivne tvari, što otežava njihova pojedinačna istraživanja. kemijskih i fizička svojstva.

Univerzalni indikatorski papir

Razvojem znanosti i pojavom indikatorskih papirića, uspostavljanje ekoloških indikatora uvelike je pojednostavljeno, budući da više nije bilo potrebe za gotovim tekućim reagensima za bilo kakva terenska istraživanja, što i danas uspješno koriste znanstvenici i kriminolozi. Tako su otopine zamijenjene univerzalnim indikatorskim papirićima, koji su zbog svog širokog spektra djelovanja gotovo u potpunosti eliminirali upotrebu bilo kojih drugih acidobaznih indikatora.

Sastav impregniranih traka može se razlikovati od proizvođača do proizvođača, tako da približan popis uključenih tvari može biti sljedeći:

• fenolftalein (0-3,0 i 8,2-11);
• (di)metil žuto (2,9-4,0);
• metil narančast (3,1-4,4);
• metil crveno (4,2-6,2);
• bromtimol plavo (6,0-7,8);
• α-naftolftalein (7,3-8,7);
• timol plavo (8,0-9,6);
• krezolftalein (8,2-9,8).

Pakiranje mora sadržavati standarde ljestvice boja koji vam omogućuju određivanje pH okoliša od 0 do 12 (oko 14) s točnošću jednog cijelog broja.

Između ostalog, ovi spojevi se mogu koristiti zajedno u vodenim i vodeno-alkoholnim otopinama, što čini upotrebu takvih smjesa vrlo pogodnom. Međutim, neke od tih tvari mogu biti slabo topljive u vodi, pa je potrebno odabrati univerzalno organsko otapalo.

Zbog svojih svojstava acidobazni indikatori našli su svoju primjenu u mnogim područjima znanosti, a njihova je raznolikost omogućila stvaranje univerzalnih smjesa osjetljivih na širok raspon pH vrijednosti.