Хромофорная теория индикаторов

Согласно этой теории, изменение окраски индикаторов связано с изменением структуры их молекул, внутримолекулярной перегруппировкой под действием H⁺ и ОН^- ионов.

Цветность органических соединений обусловлена наличием хромофорных групп: -N = N-, -NO₂, -NO, = C=C=, =C=O и др.

Т.о., изменение окраски индикатора происходит в том случае, если появляются или исчезают хромофорные группы, а также, когда появляются вместо одних хромофорных групп другие. Если хромофорные группы превращаются в нехромофорные, окраска исчезает.

Существует комбинированный вариант этих двух теорий: ионно-хромофорная теория индикаторов.

Рассмотрим данную теорию на примере фенолфталеина. При рН < 8,0 - фенолфталеин бесцветный и имеет следующую структурную формулу:

В области рН= 8-10 молекула теряет два иона водорода, что приводит к перегруппировки молекулы. Образуется хиноидное кольцо вместо бензольного, отличающего интенсивной окраской.

При рН = 13-14 – фенолфталеин становиться бесцветным.

Интервал перехода индикаторов

рТ (показатель титрования) – это опытное значение рН титруемого раствора, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски индикатора, свидетельствующее об окончании титрования.

Цвет водного раствора индикатора определяется соотношением его молекулярной и ионной форм, отличающихся различной окраской и зависит от [Н⁺].

Существуют индивидуальные, универсальные и смешанные индикаторы. Универсальные индикаторы изменяют окраску при различных значениях рН на всем протяжении шкалы рН. Примерами смешанных индикаторов являются:

· метиловый красный + бромкрезоловый зеленый, рТ = 4,3, переход окраски из оранжевого в сине-зеленый;

· фенолфталеин + тимоловый синий, рТ = 9,0, изменение окраски из жёлтой в красно-фиолетовую;

· тимолфталеин+ ализариновый желтый, рТ = 10,2, изменение окраски из желтой в фиолетовую.

Таблица 5

Интервалы перехода окраски индикаторов

Индикатор	Интервал перехода рН	рТ	окраска
В кислой среде, молекулярная форма	В щелочной среде, ионная форма
Метиловый оранжевый	3,1 – 4,4	3,46	красный	желтый
Метиловый красный	4,4 – 6,2		красный	желтый
Лакмус	4,5 – 8,3		красный	синий
Фенолфталеин	8,2 – 9,8		бесцветный	красный

Выбор индикатора. Сначала вычисляют область рН раствора, в которой наблюдается скачок рН, а затем подбирают такой индикатор, у которого интервал перехода окраски совпадал бы с вычисленным значением рН.

Пример. Если рН = 6 в точке эквивалентности, то подходящими индикаторами являются метиловый красный (4,4 – 6,2) и лакмус (4,5 – 8,3).

Кривые титрования

Кривые титрования являются важной характеристикой титриметрического метода. Они показывают графическую зависимость логарифма концентрации участника реакции, протекающей при титровании, или какого-то свойства раствора от объема добавленного титранта (или от степени оттитрованности). Например, для реакции кислотно-основного титрования: рН – V (объем титранта).

Кривая титрования служит для подбора индикатора, который позволит определить т.э. и к.т.т.

Рис 1. Кривая титрования 100,0 мл 0,1М НСl 0,1М раствором NaOH