Orgaaniliste ainete mitmekesisuse hulgas on erilisi ühendeid, mida iseloomustavad värvimuutused erinevates keskkondades. Enne kaasaegsete elektrooniliste pH-meetrite tulekut olid indikaatorid asendamatud "tööriistad" keskkonna happe-aluse indikaatorite määramisel ning neid kasutatakse jätkuv alt laboripraktikas analüütilise keemia abiainetena ja ka vajalike seadmete puudumisel..
Mille jaoks on näitajad?
Algselt kasutati nende ühendite omadust muuta erinevates keskkondades värvi laialdaselt lahuses olevate ainete happe-aluseliste omaduste visuaalseks määramiseks, mis aitas määrata mitte ainult söötme olemust, vaid ka joonistada. järeldus tekkivate reaktsiooniproduktide kohta. Indikaatorlahuseid kasutatakse laboripraktikas jätkuv alt ainete kontsentratsiooni määramiseks tiitrimise teel ja võimaldavad teil õppida kasutama improviseeritud meetodeid ainete puudumisel.kaasaegsed pH-meetrid.
Selliseid aineid on mitukümmend, millest igaüks on tundlik üsna kitsa ala suhtes: tavaliselt ei ületa see informatiivsuse skaalal 3 punkti. Tänu paljudele kromofooridele ja nende madalale aktiivsusele õnnestus teadlastel luua universaalseid indikaatoreid, mida kasutatakse laialdaselt labori- ja tootmistingimustes.
Enim kasutatud pH-indikaatorid
Märkimisväärne on, et lisaks identifitseerimisomadusele on neil ühenditel hea värvimisvõime, mis võimaldab neid kasutada tekstiilitööstuses kangaste värvimiseks. Keemia suurest hulgast värviindikaatoritest on kõige kuulsamad ja kasutatavamad metüüloranž (metüüloranž) ja fenoolftaleiin. Enamikku teisi kromofoore kasutatakse praegu omavahel segatuna või spetsiifiliste sünteeside ja reaktsioonide jaoks.
Metüüloranž
Paljud värvained on nimetatud nende põhivärvide järgi neutraalses keskkonnas, mis kehtib ka selle kromofoori kohta. Metüüloranž on asovärv, mille koostises on rühmitus - N=N -, mis vastutab indikaatori värvuse ülemineku eest punaseks happelises keskkonnas ja kollaseks leeliselises keskkonnas. Asoühendid ise ei ole tugevad alused, kuid elektronidoonorrühmade olemasolu (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 ja teised) suurendab ühe lämmastikuaatomi aluselisust,mis muutub võimeliseks siduma vesiniku prootoneid vastav alt doonor-aktseptor põhimõttele. Seetõttu võib H+ ioonide kontsentratsioonide muutmisel lahuses täheldada happe-aluse indikaatori värvuse muutust.
Lisateavet metüülapelsini valmistamise kohta
Saage metüüloranž reaktsiooni teel sulfaniilhappe diasoteerimisega C6H4(SO3H)NH2, millele järgneb kombinatsioon dimetüülaniliiniga C6H5N(CH3)2. Sulfaniilhape lahustatakse naatriumi leeliselahuses, lisades naatriumnitritit NaNO 2ja jahutati seejärel jääga, et teostada süntees 0 °C-le võimalikult lähedasel temperatuuril ja lisatakse vesinikkloriidhape HCl. Järgmisena valmistatakse eraldi dimetüülaniliini lahus HCl-s, mis jahutamisel valatakse esimesse lahusesse, saades värvaine. See leelistatakse veelgi ja lahusest sadestuvad tumeoranžid kristallid, mis mõne tunni pärast filtritakse välja ja kuivatatakse veevannis.
Fenoolftaleiin
See kromofoor sai oma nime kahe sünteesis osaleva reagendi nimede lisamise tõttu. Indikaatori värvus on tähelepanuväärne selle värvimuutuse poolest leeliselises keskkonnas vaarika (punakasvioletne, vaarikapunane) tooni omandamisega, mis muutub lahuse tugeval aluselistamisel värvituks. Fenoolftaleiin võib sõltuv alt keskkonna pH-st esineda mitmel kujul ja tugev alt happelises keskkonnas on see oranž värv.
See kromofoor tekib fenooli ja ftaalanhüdriidi kondenseerumisel tsinkkloriidi ZnCl2 või kontsentreeritud väävelhappe H2 juuresolekul. SO 4. Tahkes olekus on fenoolftaleiini molekulid värvitud kristallid.
Varem kasutati fenoolftaleiini aktiivselt lahtistite loomisel, kuid järk-järgult vähenes selle kasutamine märkimisväärselt tänu väljakujunenud kumulatiivsetele omadustele.
Laktmus
See indikaator oli üks esimesi reaktiive, mida kasutati tahkel söötmel. Lakmus on looduslike ühendite keerukas segu, mida saadakse teatud tüüpi samblikest. Seda kasutatakse mitte ainult värvainena, vaid ka söötme pH määramise vahendina. See on üks esimesi näitajaid, mida inimene hakkas keemiapraktikas kasutama: seda kasutatakse vesilahuste või sellega immutatud filterpaberi ribadena. Tahkes olekus lakmus on tume pulber, millel on kerge ammoniaagi lõhn. Puhtas vees lahustatuna muutub indikaatori värvus lillaks ja hapestamisel punaseks. Aluselises keskkonnas muutub lakmus siniseks, mis võimaldab seda kasutada universaalse indikaatorina keskkonnaindikaatori üldiseks määramiseks.
Ei ole võimalik täpselt kindlaks teha lakmuskomponentide struktuurides pH muutumisel tekkiva reaktsiooni mehhanismi ja olemust, kuna see võib sisaldada kuni 15 erinevat ühendit, millest mõnedneed võivad olla lahutamatud toimeained, mis raskendab nende individuaalseid keemiliste ja füüsikaliste omaduste uuringuid.
Universaalne indikaatorpaber
Teaduse arengu ja indikaatorpaberite tulekuga on keskkonnanäitajate kehtestamine muutunud palju lihtsamaks, kuna nüüd ei olnud vaja ühegi väliuuringu jaoks valmis vedelaid reaktiive, mida teadlased ja kohtuekspertiisid ikka eduk alt kasutada. Seega asendati lahendused universaalsete indikaatorpaberitega, mis oma laia toimespektri tõttu välistasid peaaegu täielikult vajaduse kasutada muid happe-aluse indikaatoreid.
Immutatud ribade koostis võib erinevatel tootjatel erineda, seega võib koostisainete ligikaudne loetelu olla järgmine:
- fenoolftaleiin (0-3, 0 ja 8, 2-11);
- (di)metüülkollane (2, 9–4, 0);
- metüüloranž (3, 1–4, 4);
- metüülpunane (4, 2–6, 2);
- bromotümoolsinine (6, 0–7, 8);
- α‒naftolftaleiin (7, 3–8, 7);
- timoolsinine (8, 0–9, 6);
- kresolftaleiin (8, 2–9, 8).
Pakend sisaldab tingimata värviskaala standardeid, mis võimaldavad teil määrata söötme pH vahemikus 0 kuni 12 (umbes 14) ühe täisarvu täpsusega.
Muuhulgas saab neid ühendeid kasutada koos vesi- ja vesi-alkoholilahustes, mis teeb selliste segude kasutamise väga mugavaks. Mõned neist ainetest võivad aga vees halvasti lahustuda, mistõttu on see vajalikvali universaalne orgaaniline lahusti.
Happe-aluse indikaatorid on oma omaduste tõttu leidnud rakendust paljudes teadusvaldkondades ning nende mitmekesisus on võimaldanud luua universaalseid segusid, mis on tundlikud paljude pH-näitajate suhtes.
