Оборудование и реактивы.

2.1. рН-метр, стаканы химические, пипетка, бюретка.

2.2. Набор индикаторов (фенолфталеин, метилоранж, метилвиолет, тимоловый голубой, бромфенол).

2.3. Растворы: 0,1н раствор NaOH, 0,1н раствор HBr, 0,1н раствор CH₃COOH.

Пользование клавиатурой.

3.1. Для переноса лабораторного оборудования с помощью "мыши" подвести указа- тель к выбранному предмету и нажать левую кнопку. Удерживая кнопку в нажатом состоя- нии переместить предмет в нужное место.

3.2. Для включения рН метра стакан с измеряемой жидкостью совместить с прибор- ной доской прибора. Отпустить левую кнопку "мыши".

3.3. Для заполнения химического стакана раствором соли совместить стакан с вы- бранной жидкостью с пустым стаканом до появления светлой рамки. После чего отпустить левую кнопку "мыши".

3.4. Для включения, выключения электрической плитки пользоваться кнопками "On", "Off" соответственно. Кнопки расположены на панели нагревательного прибора.

3.5. Для открывания лабораторных столов подвести указатель к ручке дверцы и щелкнуть левой кнопкой "мыши".

3.6. Для включения воды из-под крана подвести указатель и щелкнуть левой кнопкой

"мыши".

3.7. Для регулирования скорости переливания жидкости щелкнуть правой кнопкой "мыши" и в рамках появившегося меню отметить с помощью левой кнопки "медленно" (slowly) или быстро (fast).

Основные сведения.

Индикаторы кислотно-основного титрования – органические вещества, вносимые в небольшом количестве в анализируемый раствор и способные изменять окраску в зависи- мости от изменения рН среды. Протонированные и непротонированные формы индикато- ров различаются по структуре и окраске. Существуют одноцветные (например, фенолфта- леин) и двухцветные (например, метиловый оранжевый) индикаторы.

Механизм изменения окраски индикаторов при изменении кислотности среды обычно рассматривается с позиций ионной и хромофорной теорий.

Согласно ионной теории, основанной на теории электролитической диссоциации, ки- слотно-основные индикаторы представляют собой слабые органические кислоты HInd или основания IndOH. Диссоциация этих соединений обратима и соответствует следующей схеме:

HInd Û H+ + Ind - ,    (1)

IndOH Û Ind + + OH - , (2)

где Ind - органический остаток (радикал) индикатора.

При этом недиссоциированные молекулы индикатора имеют один цвет, а ионы (кати- он или анион) – другой. При добавлении в систему нескольких капель кислоты равновесие реакции (1) согласно принципу Ле-Шателье сместится влево (в сторону образования моле- кул), а реакции (2) вправо (в сторону образования ионов). В результате цвет раствора будет меняться.

Согласно хромофорной теории, вследствие изменения рН раствора происходит внут- римолекулярная перегруппировка атомов, а как результат этого – изменение окраски рас- твора. Эта перегруппировка атомов – явление обратимое и называется таутомерной изо- мерией. Кислотно-основные индикаторы могут существовать в двух таутомерных формах, и в зависимости от величины рН одна форма может переходить в другую.

Цвет индикаторов зависит от наличия в их молекулах особых функциональных групп

– хромофоров («носителей цвета»). К ним, например, относятся: карбонильная группа – C=O, нитрогруппа –N=O, азогруппа –N=N– и др. Вызванная хромофорами окраска соеди- нения усиливается группами, которые называются ауксохромами, это, например, амино- группа –NH₂, гидроксогруппа –OH, радикальная группа –C₂H₅,. эфирная группа –OCH₃ и др. У одноцветных индикаторов перемена окраски индикатора связана с появлением или исчезновением хромофоров, у двухцветных – с превращением одних хромофоров в другие.

Например, для фенолфталеина этот процесс можно описать схемой:

НО                  ОН

С=О

НО

2ОН^-

2Н⁺

=О

ОН С=О

а                                          б

Рис.1. Структурные формы индикатора фенолфталеина: а – бензольная форма (бесцветный раствор);

б – хиноидная форма (малиновая окраска раствора)

По современным представлениям, наиболее вероятной является ионно-хромофорная теория индикаторов, согласно которой изменение окраски индикаторов вызывается при- соединением к их молекуле ионов Н⁺ или отщеплением ионов Н⁺, что приводит в свою очередь к изменению структуры молекулы индикаторов.

Область значений рН, в пределах которой индикатор изменяет свою окраску, называ- ют интервалом перехода индикатора. Каждый индикатор имеет свой интервал перехода, который зависит от особенностей структуры индикатора и его способности к ионизации.

К индикаторам предъявляют ряд требований.

1. Окраска индикатора должна быть хорошо заметной для глаза даже при небольшом его количестве.

2. Окраска индикатора должна контрастно изменяться в узком интервале рН.

3. Изменение окраски должно быть обратимым.

Индикаторы характеризуют также показателем индикатора рТ. рТ – это значение рН в пределах интервала перехода окраски, при котором наблюдается наиболее резкое изме- нение цвета индикатора и заканчивается титрование. Показатель титрования находится обычно в середине интервала перехода индикатора.

Выбирают индикатор для титрования таким образом, чтобы интервал перехода окра- ски индикатора входил в скачок титрования.

Основные характеристики некоторых индикаторов кислотно-основного титрования приведены в табл.1.

Таблица 1

Кислотно-основные индикаторы