§ 16. Определение pH среды

При качественном анализе, как уже указывалось выше, большое значение имеет величина исследуемого раствора. Поэтому в качественном анализе пользуются разнообразными и достаточно точными методами определения концентрации ионов водорода, или .

Для быстрого и точного определения применяют -метры лабораторного типа, предназначенные для измерения водных растворов неорганических и органических солей, кислот и оснований, если активная концентрация ионов водорода в них находится в пределах от до ( от 1 до 10). Действие прибора основано на измерении развиваемой электродной парой (датчиком) электродвижущей силы э. д. с.), которая зависит от величины исследуемого раствора.

Наиболее точные методы определения ввиду их сложности малопригодны для повседневных студенческих работ в лаборатории качественного анализа. Одним из более простых и наиболее часто применяемым методом является колориметрический метод определения . Этот метод основан на применении реактивов, меняющих свою окраску в зависимости от концентрации ионов водорода. Такие реактивы получили название индикаторов.

Для определения исследуемого раствора в него добавляют индикатор и сравнивают появившуюся окраску с окраской, полученной от прибавления того же индикатора к буферным растворам-эталонам с известными, незначительно отличающимися друг от друга значениями . Концентрация ионов водорода исследуемого раствора соответствует значению одинаково окрашенного эталона.

Буферные растворы и индикаторы подбирают так, чтобы они охватывали значения от 0,5 до 14.

Колориметрическое определение применяют в тех случаях, когда химическая реакция должна протекать при строго определенных значениях . Колориметрический метод определения не пригоден для определения мутных и окрашенных растворов.

Можно определять более грубо, пользуясь последовательно несколькими индикаторами, меняющими свою окраску при различных значениях .

В учебных лабораториях качественного анализа для определения раствора последовательно применяют пять индикаторов:

метиловый оранжевый красный — желтый); метиловый красный красный — желтый); лакмус красный — синий); феноловый красный желтый — красный); фенолфталеин бесцветный— красный).

Применяют также следующие индикаторы:

метиловый фиолетовый переход: , желтый — зеленый; переход: , зеленый — синий; переход: , синий — фиолетовый);

тимоловый синий переход: , красный — желтый; переход: , желтый — синий);

цитрамин , бесцветный — оранжевый).

Чаще всего пользуются лишь тремя индикаторами-— метиловым оранжевым, лакмусом и фенолфталеином.

Для определения среды к отдельным пробам исследуемого раствора последовательно прибавляют по 1—2 капли каждого из указанных индикаторов. По изменению окраски индикатора судят о приблизительном значении .

Допустим, что при добавлении к испытуемому раствору появилась следующая окраска индикаторов: метиловый оранжевый — пожелтел; метиловый красный — покраснел; лакмус — покраснел; феноловый красный — пожелтел; фенолфталеин — остался бесцветным. На основании этих наблюдений можно сделать вывод: реакция раствора кислая (лакмус покраснел). Так как от прибавления к раствору метиловый оранжевый пожелтел, следовательно, (при метиловый оранжевый имел бы оранжевый или красный цвет). От прибавления к раствору метиловый красный покраснел, следовательно, среды соответствует интервалу значений .

В данном случае судить о величине можно, не прибавляя всех пяти индикаторов. Достаточно было прибавить лишь два индикатора — метиловый оранжевый и метиловый красный.

В настоящее время часто применяют универсальный индикатор или универсальную индикаторную бумагу, по изменению окраски которых сразу определяют .

Универсальные индикаторы представляют собой смеси обычных индикаторов. Составы универсальных индикаторов приводятся в справочниках.