Индикаторы

Индикаторы меняют цвет в зависимости от pH и могут использоваться для контроля pH раствора. Индикатор pH содержит слабую кислоту, представленную как HIn, которая меняет цвет при преобразовании в сопряженное с ней основание, ион In.Цвет меняется в интервале pH индикатора, который зависит от его pKa. Если раствор имеет pH ниже pKa индикатора, концентрация гидроксония высокая.

Равновесие реакции смещается влево, увеличивая концентрацию HIn. При добавлении основания концентрация гидроксония уменьшается. Это изменение pH превращает HIn в ион In, и цвет раствора изменяется.

Цвет HIn преобладает, когда pH по крайней мере на единицу ниже pKa;цвет иона In преобладает, когда pH как минимум на единицу выше, и цвет представляет собой смесь при pH между ними. Существует множество индикаторов pH, которые можно использовать для контроля pH, меняющих цвет в различных диапазонах pH. Точка, в которой индикатор меняет цвет, называется конечной точкой.

Идеальный индикатор для титрования имеет конечную точку, близкую к точке эквивалентности. Кривая титрования сильной кислоты и основания крутая из-за быстрого изменения pH вблизи точки эквивалентности. Эти титрования могут использовать относительно широкий спектр индикаторов.

Во время титрования 0, 1 М соляной кислоты 0, 1 М гидроксидом натрия pH быстро увеличивается с 3 до 11. Здесь можно использовать фенолфталеин, индикатор с интервалом pH от 8, 3 до 10, или метиловый красный, индикатор с интервалом pH от 4, 2 до 6, поскольку их конечные точки перекрываются с крутым участком кривой. Напротив, титрование с использованием слабой кислоты или основания имеет менее крутой график, чем титрование только с сильной кислотой и сильным основанием;следовательно, можно использовать относительно узкий набор индикаторов.

Во время титрования 0, 1 М уксусной кислоты 0, 1 М гидроксидом натрия pH быстро увеличивается с 7 до 11. Здесь можно использовать фенолфталеин, так как его конечная точка перекрывается с точкой эквивалентности, а метиловый красный был бы неэффективным индикатором.