Курсовая работа: Термоиндикаторы

Различают обратимые и необратимые индикаторы. Изменение окраски первых при изменении состояния системы (например, фенолфталеина при изменении рН среды) может быть повторено многократно. Необратимые индикаторы подвергаются необратимым химическим превращениям, например, азосоединения при окислении ионами BrO₃ ^{- разрушаются. Индикаторы, которые вводят в исследуемый раствор, называют внутренними, в отличие от внешних, реакцию с которыми проводят вне анализируемой смеси. В последнем случае одну или несколько капель анализируемого раствора помещают на бумажку, пропитанную индикатором, или смешивают их на белой фарфоровой пластинке с каплей индикатора.}

^{Индикаторы применяют чаще всего для установления конца какой-либо химической реакции, главным образом конечной точки титрования. В соответствии с титрометрическими методами различают кислотно-основные, адсорбционные, окислительно-восстановительные и комплексонометрические индикаторы.}

^{Кислотно-основные индикаторы представляют собой растворимые органические соединения, которые меняют свой цвет или люминесценцию в зависимости от концентрации ионов Н+(рН среды). Применяются для установления конца реакций, если в ней участвуют ионы Н+, а также для колориметрического определения рН водных растворов. Причина изменения цвета индикаторов в том, что присоединение или отдача протонов его молекулами связаны с заменой одних хромофорных групп другими или с появлением новых хромофорных групп.}

^{Индикаторы бывают с одной или двумя окрашенными формами; такие индикаторы называют соответственно одноцветными и двухцветными. Наиболее четкое изменение окраски наблюдалось бы у тех индикаторов, кислотная и основная форма которых окрашены в дополнительные цвета. Однако, таких индикаторов не существует. Поэтому, добавляя краситель, изменяют соответствующим образом окраски обеих форм. Подобного эффекта можно добиться, если использовать смесь двух индикаторов, цвета которых дополняют друг друга. Такие индикаторы называют смешанными.}

^{Смеси индикаторов, которые непрерывно изменяют свой цвет во всей области значений рН от 1 до 14, называют универсальными. Их используют для приблизительной оценки рН растворов.}

^{В качестве кислотно-основных индикаторов используют также люминесцентные индикаторы, меняющие свой цвет и интенсивность флуоресценции в зависимости от рН и позволяющие титровать сильно окрашенные и мутные растворы.}

^{Адсорбционные индикаторы, вещества, способные адсорбироваться на поверхности осадка и менять при этом окраску или интенсивность люминесценции. Эти индикаторы, как правило, обратимы и используются в осадительном титровании. В первую очередь осадком адсорбируются ионы, идентичные тем, которые входят в состав самого осадка, после чего адсорбируется индикатор.}

^{В качестве адсорбционных индикаторов применяются также некоторые кислотно-основные, окислительно-восстановительные и комплексонометрические индикаторы, свойства которых в адсорбированном состоянии зависят от природы и концентрации ионов на поверхности осадка.}

^{Окислительно-восстановительные индикаторы - вещества, способные изменять окраску в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала раствора. Применяют для установления конечной точки титрования окислительно-восстановительного титрования и для колориметрического определения окислительно-восстановительного потенциала. Такими индикаторами служат, как правило, вещества которые сами подвергаются окислению или восстановлению, причем окисленная(In} _Ox ^{) и восстановительная (In} _Red ^{) формы имеют разные окраски.}

^{Комплексонометрические индикаторы-вещества, об­разующие с ионами металлов окрашенные комплексы, по цвету отличающиеся от самих индикаторов. Применяются для установления конечной точки титрования в комплексонометрии [ 18 ] .}

^{2.3.1.Крезоловый красный.}

^{О-Крезолсудльфофталеин;брутто-формула C21H15O5S; молекулярная масса-382,4.}

^{Зеленые блестящие кристаллы, в растертом состоянии - красновато-коричневые порошок. Легко растворяется в спирте и разбавленных растворах едких щелочей, в воде растворяется слабо. Кислотно-основной индикатор. Крезоловый красный имеет 2 интервала перехода: первый находится в пределах от рН 0,2 (крас ный) до рН1,8 (желтый), второй - от рН 7 (желтый) до рН8,8 (пурпурный) [ 13 ] .}

^{2.3.2.Ализариновый красный С.}

^{Натриевая соль 9,10-дигидро-3,4-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антрацинсульфокислоты. Молекулярная масса- 360,28. Оранжево-желтое вещество. Температура плавления -300°C. Растворяется в воде, этаноле, нерастворим в бензоле, бензине, хлороформе. В водных растворах рК a для ализаринового красного и его однозарядного иона составляют, соответственно, 5,5 и 9,5; l =423 нм. Получают сульфированием ализарина. Ализариновый красный является реагентом для фотометрического определения Ai, Sc, Y и F-. Адсорбционный индикатор для аргентометрического определения CNS- (переход окраски от желтой к красной); кислотно-основной индикатор для тетрометрического определения Zn, Th, Sc, Y (переход окраски от красной к желтой). [ 18 ]}

^{2.3.3.Нейтральный красный.}

^{Нейтральный красный или толуидиновый красный является производным азина: 3-амион-6-диметиламино-2-метилфеназингидрохлоридом. Молекулярная масса 288,8. Брутто-формула: C15H16N4 × HCl.}

^{Серовато-черный порошок, легко растворяется в воде и спирте. В водном растворе краситель имеет малиново-красный цвет, а в спиртовом растворе- фуксиново-красный. Интервал перехода от рН 6,8 (синевато-красный) до рН 8 (оранжево-желтый) [ 13 ] .}

^{2.3.4.Малахитовый зеленый.}

^{Блестящие темно-зеленые кристаллы растворимы в воде и в этаноле. Получают конденсацией банзальдегида с диметиланилином в присутствии НС I c последующим окислением лекооснования и обработкой образующегося соединения щавелевой кислотой.}

^{Кислотно-основный индикатор (в водной среде при рН=0.1-2.0 переход окраски от желтой к зеленовато-голубой, при рН=11.6-13.6 от зеленовато-голубой к бесцветной вневодный-к голубой). Реагент для экстракционно-фотометрического опреднления Т i ( IV ) в присутствии n -хлорминдальной кислоты при рН=3.0 в среде хлорбензола при соотношении М.З.: Ti (2:1). Используется для косвенного определения P , W , сульфитов,как реактивов в микробиологии, а также как трриарилметановый краситель. Выпускают в виде хлорида (рис.2.2) и оксалата ( C 23 H 25 N 2)2+2 HC 2 O 4- H 2 C 2 O 4[15].}

^{2.3.5.Метиловый оранжевый.}

^{( n -( n диметиламинофенилазо) бензосульфонат натрия, гелиантин)}

^{Оранжево-желтые кристаллы, растворимые в воде, но нерастворимые в спирте.}

^{Получают азосочетанием диазотированной сульфаниловой кислоты с диметиламином. Кислотный желтый краситель, непригодный из-за чувствительности к кислотам для окрашивания каких-либо материалов, но являющийся благодаря этому одним из важнейших кислотно-основных индикаторов.При подкислении до рН=3.1 окраски из желтой переходит в оранжевую в результате образования соли, строение которой отвечает гидразной форме:}

^{Метиловый оранжевый относится к группе азоаренов. Азоарены и их производные являются окрашенными соединениями: желтыми, красными, синими и другими.}

^{Молекулы азоаренов содержат большую сопряженную систему и, кроме того, неполярные электронные пары на атомах азота.}

^{Азоарены поглощают в УФ и видимой части света.}

^{Химическое поведение азоаренов определяется присутствием азогруппы-двойной связи N = N и неподеленной электронной парой.}

^{Они являются очень слабыми основаниями. В аминоазоренах протонируется азогруппа.}

^{Протонированные аминоазоарены интенсивно поглощают в видимой части спектра, при этом по сравнению с поглощением непротонированных соединений происходит сдвиг максимального поглощения в длинноволновую область на 100-150 нм - батохромный сдвиг. Поэтому при подкислении растворов аминоаренов наблюдается изменение цвета: желтый переходит в красный, красный в синий.}

^{Некоторые аминоазоарены применяются в качестве кислотноосновных индикаторов – метиловый оранжевый, конго красный.}

^{2.3.6.Ализариновый желтый.}

^{(протравной желтый, салицил желтый, натриевая соль 5-[( 3- нитрофенил)азо]салициловой кислоты).}

^{Желтые кристаллы; растворяются в воде и этиловом спирте. Кислотно-основный индикатор( переход окраски от желтой к коричневой при рН=10.0-12.1).}

^{2.4.Проблемы колориметрии.}