2. Кислотно-основные индикаторы. Механизм действия. Интервал перехода рН.

Кислотно-основные индикаторы — органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности (pH). Индикаторы широко используют в титровании, в аналитической химии и биохимии. Их преимуществом является дешевизна, быстрота и наглядность исследования. Однако из-за субъективности определения цвета и невысокой точности индикаторы pH не всегда удобны; поэтому для точного измерения pH используют pH-метры с цифровой индикацией.

Индикаторы обычно используют, добавляя несколько капель водного или спиртового раствора, либо немного порошка (например, смесь мурексида с хлоридом натрия) к пробе исследуемого раствора. Так, при титровании, в аликвоту исследуемого раствора добавляют индикатор, и наблюдают за изменениями цвета в точке эквивалентности.

Другой способ применения - использование полосок бумаги, пропитанных раствором индикатора или смеси индикаторов и высушенных (например, "Универсальный индикатор"). Такие полоски выпускают в самых разнообразных вариантах - с нанесенной на них цветной шкалой - эталоном цвета (в том числе для окрашенных или мутных сред), или с напечатанными числовыми значениями рН; для точного измерения в узких диапазонах рН, и для ориентировочного исследования растворов; в рулончиках, коробках и пеналах, или в виде отрывных книжечек.

Современные индикаторные полоски могут быть изготовлены с красителем - индикатором, привитым к целлюлозе или иному полимеру. Это делает их устойчивыми к вымыванию, вплоть до многократного использования.

Интервалы перехода цвета индикаторов

Индикатор__ Цвет____ Интервал_pH_ ___Цвет____

кислой формы_ _________щелочной формы

Лакмус красный 5,0–8,0 (4,5-8,3) синий____

Фенолфталеин¹ бесцветный 8,2–10,0 малиново-красный

Метилоранж красный 3,1–(4,0)4,4 (оранжево-)желтый

Фенолфталеин¹ в сильно щелочной среде обесцвечивается. В среде концентрированной серной кислоты также он даёт красную окраску, обусловленую строением катиона фенолфталеина, хотя и не такую интенсивную. Эти малоизвестные факты могут привести к ошибкам при определении реакции среды.

3. Расчёт рН сильных и слабых кислот и оснований.

Раствор	Формула для расчета рН
Общий случай	pН = –lg[H+] pH = 14 + lg[OH–]
Раствор сильной одноосновной кислоты	[H+] = с(кислоты) pН = –lgс(кислоты)
Раствор сильной двухосновной кислоты	[H+] = 2с(кислоты) pН = –lg[2с(кислоты)]
Раствор слабой кислоты	pН = ½рКА – ½lgс(кислоты)
Раствор сильного однокислотного основания	[OH–] = с(основания) pH = 14 – lgс(основания)
Раствор сильного двухкислотного основания	[OH–] = 2с(основания) pH = 14 + lg[2с(основания)]
Раствор слабого основания	pН = 14 – ½рКВ + ½lgс(основания)
Буферный раствор