Redoxindikatorer

Redoxindikatorer ( redoxindikatorer [K 1] ) är ämnen som används för att bestämma ekvivalenspunkten i redoxreaktioner .

Oftast är sådana indikatorer organiska föreningar som uppvisar redoxegenskaper och organometalliska , där metallens oxidationstillstånd ändras när en viss potential uppnås . I båda fallen åtföljs förändringar i strukturen av en förändring i föreningens färg.

Klassificering

Beroende på typen av interaktion särskiljs indikatorer:

allmänt - ändra deras färg i enlighet med potentialen och oavsett arten av ämnena i lösning (till exempel difenylamin , metylenblått );
specifik - ge en reaktion endast med vissa föreningar ( stärkelse är en indikator för jod , tiocyanatjoner - för Fe 3+ katjonen ).

Beroende på färgövergångsschemat är indikatorerna indelade i:

monokromatisk - en form har en färg, den andra är färglös;
tvåfärgad - båda formerna har sina egna färger.

De indikatorer som används måste uppfylla kraven för:

lös upp väl i vatten, syror och andra typiska titreringsmedier ;
vara resistent mot ljus, luft, andra komponenter i lösning och stabil under långtidsförvaring;
färgerna på de oxiderade och reducerade formerna bör vara tydligt olika;
det potentiella intervallet vid vilket övergången mellan former sker måste vara smalt och motsvara ett hopp på titreringskurvan ;
färgen bör ändras snabbt, och svaret ska vara helt reversibelt, inte påverkas av yttre reaktioner;
färgförändringen på lösningen vid slutpunkten av titreringen bör vara klar även med den minsta mängden tillsatt indikator.

Reaktionens förlopp

Det allmänna schemat för indikatoråtgärden är den omvända reaktionen av reduktionen av dess oxiderade form:

Ind ox + n e - ⇌ Ind rött

Ibland sker interaktionen också med deltagande av H + -joner :

Ind ox + n e - + x H + ⇌ Ind rött ; ( x kan anta både positiva och negativa värden).

Denna reaktion påverkar inte beteendet hos indikatorerna, men det orsakar en extra konsumtion av titrant .

I allmänhet beskrivs potentialen för indikatorn som deltar i interaktionen av Nernst-ekvationen :

\mathrm{ E = E^0_{ox/röd} + \frac{0,059}{n} \cdot lg\frac{[Ind_{ox}]}{[Ind_{röd}]} }

, där E 0 oxe/röd är standardpotentialen för ett givet par av former, vilket motsvarar villkoret [Ind ox ]=[Ind red ]

Man tror att färgövergången är märkbar med en tiofaldig övervikt av en form över en annan. I detta fall kommer faktorerna i ekvationen att ha formen och , som är lika med 1 respektive -1. Från detta antagande följer definitionen av intervallet för färgövergången för pT-indikatorn: $\mathrm{ lg\frac{10}{1}}$ $\mathrm{ lg\frac{1}{10}}$

\mathrm{ pT = E^0_{ox/röd} \pm \frac{0,059}{n}}

Till exempel ändrar difenylamin , som har en standardpotential på 0,76 V och gör en övergång med deltagande av två elektroner , färg i intervallet 0,76 ± 0,03 V. Vid värden mindre än 0,73 V är den färglös, kl. värden större än 0,79 dominerar den violetta formen. I intervallet 0,73-0,79 V ändras färgen gradvis.

Fel vid användning av indikatorer

När du använder redoxindikatorer sticker tre fel ut:

kemisk - frånvaron av sammanträffande av slutpunkten för titrering (ögonblicket för färgändring) med den verkliga ekvivalenspunkten. Förändringsögonblicket bestäms av potentialen hos indikatorn, som kan påverkas av mediets pH och lösningens jonstyrka , därför, till exempel, om pH-värdet ändras kraftigt under bestämningen, färgögonblicket förändring kanske inte sammanfaller med hoppet på titreringskurvan och orsaka förvrängning av resultaten;
visuell - oförmågan hos det mänskliga ögat att exakt särskilja färgförändringar;
indikator - förbrukningen av en extra mängd titrant för interaktion med indikatorn.

Vanliga indikatorer

Indikator	Form färg		Standard kopplingspotential, V [K 2]
Indikator	Indox _	Ind rött	Standard kopplingspotential, V [K 2]
Neutral röd	röd	färglös	0,24
Metylenblå	blå	färglös	0,53
Difenylamin	violett	färglös	0,76
Difenylbensidin	violett	färglös	0,76
Difenylaminsulfonsyra	röd-violett	färglös	0,85
para -Fenylantranilsyra	röd-violett	färglös	1.08
Ferroin	blå	röd	1.06
Ruthenium tris-(2,2'-dipyridylat)	färglös	gul	1,33

Se även

Kommentarer

↑ Termen redox kommer från engelskan. redox : reduktion - reduktion och oxidation - oxidation.
↑ Vid [H + ] = 1 mol/l (pH = 0).

Litteratur

Piskareva S.K. och andra. Analytisk kemi . — Upplaga 2:a. - M . : Högre skola, 1994. - S. 296 -297. — ISBN 5-06-002179-3 .
Analytisk kemi. Kemiska analysmetoder / Ed. O. M. Petrokhina. - M .: Chemistry, 1992. - S. 289-290. — ISBN 5-7245-0640-8 .
Zharovsky F. G., Pilipenko A. T., P'yatnitsky I. B. Analytisk kemi. - 2:a. - K . : Vishcha skola, 1982. - S. 429-431.
Bishop, E. Indikatorer / Per. från engelska. ed. I. N. Marova. - M . : Mir, 1976. - T. 2. - S. 146-162.