Wskaźniki

Wskaźniki zmieniają kolor w zależności od pH i mogą być używane do monitorowania pH roztworu.

Wskaźnik pH zawiera słaby kwas, reprezentowany przez HIn, który zmienia kolor po przekształceniu w sprzężoną zasadę, jon In. Kolor zmienia się w przedziale pH wskaźnika, który zależy od jego pKa.

Jeśli roztwór ma pH poniżej pKa wskaźnika, stężenie hydroniowe jest wysokie. Równowaga reakcji przesuwa się w lewo, zwiększając stężenie HIn.

Po dodaniu zasady stężenie hydronii maleje. Ta zmiana pH przekształca HIn w jon in, a kolor roztworu zmienia się.

Kolor HIn dominuje, gdy pH jest co najmniej o jeden niższe niż pKa; kolor jonów dominuje, gdy pH jest co najmniej o jeden wyższe, a kolor jest mieszanką przy pH pomiędzy.

Istnieje wiele wskaźników pH, które można wykorzystać do monitorowania pH, które zmieniają kolor w różnych zakresach pH.

Punkt, w którym wskaźnik zmienia kolor, nazywany jest punktem końcowym. Idealny wskaźnik do miareczkowania ma punkt końcowy w pobliżu punktu równoważnikowego.

Krzywa miareczkowania mocnego kwasu i zasady jest stroma ze względu na szybką zmianę pH w pobliżu punktu równoważnikowego. Miareczkowanie to może wykorzystywać stosunkowo szeroki zakres wskaźników.

Podczas miareczkowania 0,1 molowego kwasu solnego 0,1 molowym wodorotlenkiem sodu pH szybko wzrasta z 3 do 11. Można tu zastosować fenoloftaleinę, wskaźnik o przedziale pH od 8,3 do 10, lub czerwień metylową, wskaźnik o przedziale od 4,2 do 6, ponieważ ich punkty końcowe pokrywają się ze stromą częścią krzywej.

W przeciwieństwie do tego, miareczkowanie z udziałem słabego kwasu lub zasady ma mniej stromą krzywą niż takie, w którym występuje tylko mocny kwas i mocna zasada, dlatego można zastosować stosunkowo wąski zakres wskaźników.

Podczas miareczkowania 0,1 molowego kwasu octowego 0,1 molowym wodorotlenkiem sodu pH szybko wzrasta od 7 do 11. Można tu zastosować fenoloftaleinę, ponieważ jej punkt końcowy pokrywa się z punktem równoważności, ale czerwień metylowa byłaby nieskutecznym wskaźnikiem.