Меню

Почему изменяется цвет раствора



LiveInternetLiveInternet

Поиск по дневнику

Подписка по e-mail

Статистика

Теории кислотно-основных индикаторов. Причины изменения окраски индикаторов

Воскресенье, 27 Ноября 2011 г. 13:42 + в цитатник

Кислотно-основные индикаторы – индикаторы реагирующие на изменение рН раствора. К таким индикаторам относятся фенолфталеин, метиловый оранжевый, крезоловый синий, п-нитрофенол и др.
Существует несколько теорий кислотно-основных индикаторов. Основные из них: ионная теория, хромофорная теория, ионно-хромофорная теория.
Рассмотрим эти теории на примере п-нитрофенола:
Ионная теория:
П-нитрофенол представляет собой слабую кислоту и диссоциирует в растворе согласно уравнению на рисунке 1.

Окраска раствора в котором индикатор находится в молекулярной форме (в данном случае бесцветная) отличается от окраски индикатора в ионной форме (желтая окраска, интервал перехода 5,6 – 7,6 рН)
В кислой среде концентрация ионов водорода большая и равновесие сдвинуто влево, следовательно цвет индикатора – бесцветный. В нейтральной среде и при переходе к щелочной среде равновесие сдвигается вправо, так как концентрация ионов водорода уменьшается.
Зависимость от рН раствора определяется константой равновесия процесса диссоциации индикатора и называется константой индикатора, Кинд.

Для п-нитрофенола Кинд = [H+]*[[C6H4(NO2)O]-]/ [C6H4(NO2)OH]

Согласно хромофорной теории в процессе изменения рН раствора меняется строение молекулы п-нитрофенола, то есть происходит бензоидно-хиноидная таутомерия (рис.2.)

Источник

Cреда водных растворов веществ. Индикаторы

Материалы портала onx.distant.ru

Определение характера среды водных растворов веществ. Индикаторы.

Среда водных растворов

Вода и водные растворы окружают нас повсюду. В воде и в водных растворах присутствуют ионы Н + и ОН — . Избыток или недостаток этих ионов определяет среду раствора.

В нейтральном растворе количество ионов водорода Н + равно количеству гидроксид-ионов ОН – .

[ Н + ] = [ ОН – ]

Если количество ионов водорода Н + больше количества гидроксид-ионов ОН , то среда раствора кислая:

Читайте также:  Каким цветом видит паук

[ Н + ] > [ ОН – ]

Если количество ионов водорода Н + меньше количества гидроксид-ионов ОН , то среда раствора щелочная:

[ Н + ] ОН – ]

Для характеристики кислотности среды используют водородный показатель рН. Он определяется, как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. В нейтральной среде рН равен 7, в кислой — меньше 7, в щелочной — больше 7.

Кислая среда Нейтральная среда Щелочная среда
[Н + ] > [ОН – ] [Н + ] = [ОН – ] [Н + ] – ]
pH pH = 7 pH > 7

Индикаторы

Для определения среды раствора используют специальные вещества, которые изменяют цвет в зависимости от среды раствора: индикаторы. В зависимости от среды эти вещества могут переходить в разные формы с различной окраской.

Чаще всего используют следующие индикаторы: лакмус, метилоранж, фенолфталеин.

Окраска индикаторов в различных средах:

Индикатор/среда Кислая Нейтральная Щелочная
Лакмус Красный Фиолетовый Синий
Метилоранж Красный Оранжевый Желтый
Фенолфталеин Бесцветный Бесцветный Малиновый

Растворы кислот и оснований

Характер среды определяется процессами, которые происходят с веществами в растворе. Кислот, основания и соли в воде диссоциируют на ионы. Кислоты диссоциируют на катионы водорода H + и анионы кислотных остатков:

HA = H + + A –

При этом в растворе возникает избыток катионов водорода Н + , поэтому среда водных растворов кислот — кислая (что вполне логично).

Сильные кислоты диссоциируют в разбавленных растворах практически полностью, поэтому среда разбавленных растворов сильных кислот, как правило, сильно кислотная. Некоторые кислоты (слабые) диссоциируют частично, поэтому среда водных растворов слабых кислот — слабо кислая.

Основания диссоциируют на катионы металлов и гидроксид-анионы ОН – :

МеОH = Ме + + ОН –

При этом в растворе возникает избыток катионов гидроксид-анионов ОН , поэтому среда водных растворов оснований — щелочная. Сильные основания (щелочи) хорошо растворимы в воде, поэтому среда их водных растворов — сильно щелочная. Нерастворимые основания в воде практически не растворяются, поэтому в водном растворе оказывается лишь небольшое количество ионов ОН . Среда водного раствора аммиака слабо щелочная.

Читайте также:  Купальники детские зеленого цвета

Растворы солей

Среда водных растворов солей определяется не только диссоциацией, но и особенностями взаимодействия катионов металлов и анионов кислотных остатков с водой — гидролизом солей .

Попадая в воду, соли диссоциируют на катионы металлов (или ион аммония NH4 + ) и анионы кислотных остатков.

Катионы металлов, которым соответствуют слабые основания, притягивают из воды ионы ОН , при этом в воде образуются избыточные катионы водорода Н + . Протекает гидролиз по катиону. Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой таким образом не взаимодействуют.

Например , катионы Fe 3+ подвергаются гидролизу:

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H +

Анионы кислотных остатков, которым соответствуют слабые кислоты, притягивают из воды катионы Н + , при этом в воде остаются гидроксид-анионы ОН . Протекает гидролиз по аниону. Анионы кислотных остатков сильных кислот таким образом с водой не взаимодействуют.

Например , ацетат-ионы (остаток уксусной кислоты CH3COOH) подвергаются гидролизу:

CH3COO — + HOH ↔ CH3COOH + OH —

В зависимости от состава соли водные растворы солей могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду.

Типы гидролиза солей в водных растворах:

Катио н/анион Катион сильного основания Катион слабого основания
Анион сильной кислоты Гидролиз не идет Гидролиз по катиону
Анион слабой кислоты Гидролиз по аниону Гидролиз по катиону и аниону

Среда водных растворов солей:

Катио н/анион Катион сильного основания Катион слабого основания
Анион сильной кислоты Нейтральная Кислая
Анион слабой кислоты Щелочна я Нейтральная*

* на практике среда водных растворов солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, определяется силой кислоты и основания

Тип гидролиза и среда водных растворов некоторых солей:

Катио н/анион Na + NH4 +
Cl – NаCl, гидролиз не идет, среда нейтральная (NH4)2CO3 гидролиз по катиону, среда щелочная
CO3 2 – Na2CO3, гидролиз по аниону, среда щелочна я Na2CO3, гидролиз по катиону и аниону, среда определяется силой кислоты и основания
Читайте также:  Какого цвета брови подойдут рыжим с зелеными глазами

Индикаторы будут по-разному окрашиваться в водных растворах таких солей, в зависимости от среды. Таким образом, с помощью индикаторов можно различить водные растворы некоторых солей.

Окраска лакмуса в водных растворах солей, в зависимости от строения соли:

Катио н/анион Катион сильного основания Катион слабого основания
Анион сильной кислоты Лакмус фиолетовый Лакмус красный
Анион слабой кислоты Лакмус синий Окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания

Окраска лакмуса в водных растворах некоторых солей:

Катио н/анион Na + NH4 +
Cl – NаCl, лакмус фиолетовый (NH4)2CO3 лакмус красный
CO3 2 – Na2CO3, лакмус синий Na2CO3, окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник