Вимірювання рН розчинів
Зазвичай для вимірювання рН розчинів використовуються потенціометричні методи. Якоїсь електрод, наприклад скляний електрод, чутливий до концентрації іонів H3O +, вводять разом з електродом порівняння в досліджуваний розчин і вимірюють електрорушійну силу (Е.Д. с), яка виникає між ними. Цю Е.Д. с. можна безпосередньо співвіднести з рН розчину і таким чином зчитувати значення рН з шкали рН-метра. Для точних вимірювань рН замість скляного електрода використовується водневий електрод Більш докладно вимір рН обговорюється в гл. 10.
кислотно-основні індикатори та титрування
Кислотно-основні індикатори (інакше їх називають індикатори рН) -це речовини, які змінюють своє забарвлення залежно від рН середовища, де вони знаходяться. Зазвичай такими речовинами є слабкі кислоти або слабкі підстави. При розчиненні в воді вони слабо дисоціюють, утворюючи іони. Як приклад розглянемо індикатор, який являє собою слабку кислоту, що має формулу загального вигляду HIn. При розчиненні в воді між цією слабкою кислотою і зв'язаних їй підставою встановлюється наступне рівновагу:
Як індикатор використовується така кислота, забарвлення якої помітно відрізняється від забарвлення сполученого їй підстави. При низьких значеннях рН концентрація іона H3O + в розчині висока, і, отже, положення рівноваги зрушено вліво. При цих умовах рівноважний розчин має забарвлення А. При високих
Кислотно-основний індикатор змінює своє забарвлення залежно від рН розчину. Наприклад, індикатор метиловий оранжевий змінює свою червоне забарвлення на жовту в діапазоні зміни рН від 3,2 до 4,4.
значеннях рН концентрація H3O + в розчині мала, і, отже, положення рівноваги зрушено вправо, а значить, рівноважний розчин має забарвлення В.
Прикладом індикатора, у водному розчині якого встановлюється рівновага такого типу, є фенолфталеїн (рис. 8.1). Фенолфталеїн - це безбарвна слабка кислота, яка при розчиненні у воді утворює аніони, що мають рожеве забарвлення. У кислому середовищі рівновага між кислотою і її аніоном зрушено вліво. Концентрація аніонів виявляється настільки низькою, що їх рожеве забарвлення непомітна. Однак в лужному (основний) середовищі рівновага зсувається вправо, і концентрація аніонів стає достатньою для того, щоб виявилася їх рожеве забарвлення.
Якщо застосувати до рівноваги індикатора в водному розчині закон діючих мас, то в загальному випадку для індикатора, що представляє собою слабку кислоту, виходить такий вислів для константи рівноваги:
Величина K1n називається константою дисоціації індикатора.
Забарвлення індикатора змінюється від А до В в деякій точці переходу забарвлення. У цій точці
Отже, з рівняння (5)
Значення рН розчину в точці переходу забарвлення індикатора позначається pKta. Таким чином, рК1п є таке значення рН, при якому половина індикатора знаходиться в формі кислоти, а половина-у формі сполученого їй підстави.