Титриметрические методы анализа

2.4. Кислотно-основные индикаторы

Индикаторы – химические вещества, изменяющие свое строение и физические свойства при изменении свойств среды.
Кислотно-основные индикаторы – это слабые органические кислоты или основания, изменяющие свой цвет в зависимости от кислотности среды (рН). Изменение окраски индикатора обусловлено тем, что одновременно с присоединением или отдачей протона происходит существенное изменение химической структуры (формы) молекулы или иона индикатора. При этом исчезают старые и (или) появляются новые хромофорные группы, обусловленные образованием системы сопряженных -связей.
Метилоранж (метиловый оранжевый) – из группы азосоединений.

Основная желтая форма с хромофорной азогруппой рН  4,0

Кислая красная форма с хиноидной хромофорной группой рН  3,1

Известно более 200 кислотно-основных индикаторов, относящихся к различным классам органических соединений (в основном групп трифенилметана и азосоединений). Одноцветные и двухцветные индикаторы.

В общем виде можно представить равновесие двух форм индикатора в растворе:
HInd = H⁺ + Ind^-
(цвет 1) (цвет 2)


,
где – показатель индикатора.
В случае равенства [HInd] = [Ind^-], значение рН = рК_HInd. При данном значении рН наблюдается смешанная окраска. Из эмпирических (физиологических) данных следует, что если окраска обеих форм равноинтенсивна и восприятие глазом обеих окрасок одинаково, то
при [Ind^-]  0,1[HInd] воспринимается чистая окраска [HInd];
при [Ind^-]  10[HInd] воспринимается чистая окраска [Ind^-].
Следовательно, в интервале рН = (рК_HInd  1), который называется интервалом перехода, происходит постепенное изменение цвета индикатора.
В зависимости от интенсивности окраски и цвета форм индикатора, значение рН, при котором переход цвета наиболее отчетлив, может отличаться от рК_HInd. Именно это значение называется показателем титрования рТ. Так для метилоранжа рК_HInd = 3,5, а рТ = 4,0.
Обычно четкий переход окраски индикатора наблюдается в интервале рН = рТ  (0,30,5).