Меню Главная Случайная статья Настройки Окислительно-восстановительные индикаторы Материал из https://ru.wikipedia.org Окислительно-восстановительные индикаторы (редокс-индикаторы[К 1]) — вещества-индикаторы, которые применяются для определения точки эквивалентности в окислительно-восстановительных реакциях. Чаще всего такими индикаторами являются органические соединения, которые проявляют окислительно-восстановительные свойства, и металлоорганические, в которых по достижении определённого потенциала меняется степень окисления металла. В обоих случаях изменения в структуре сопровождаются изменением окраски соединения. Содержание 1 Классификация 2 Протекание реакции 3 Погрешности при использовании индикаторов 4 Распространённые индикаторы 5 См. также 6 Комментарии 7 Литература Классификация В зависимости от типа взаимодействия различают индикаторы: общие — меняют свою окраску в соответствии с потенциалом и независимо от природы веществ в растворе (например, дифениламин, метиленовый синий); специфические — дают реакцию только с определёнными соединениями (крахмал является индикатором на иод, тиоцианат-ионы — на катион Fe3+). В зависимости от схемы перехода цвета индикаторы делят на: одноцветные — одна форма имеет цвет, другая — бесцветная; двухцветные — обе формы имеют собственные цвета. Применяемые индикаторы должны соответствовать требованиям: хорошо растворяться в воде, кислотах и других типичных средах для титрования; быть устойчивыми к действию света, воздуха, других компонентов в растворе и стабильным при длительном хранении; окраски окисленной и восстановленной форм должны чётко отличаться; интервал потенциала, на котором происходит переход между формами, должен быть узким и отвечать скачку на кривой титрования; окраска должна меняться быстро, а ответная реакция быть полностью обратимой, не нести влияния посторонних реакций; изменение цвета раствора в конечный точке титрования должно быть чётким даже при наименьшем количестве добавленного индикатора. Протекание реакции Общей схемой действия индикатора является обратная реакция восстановления его окисленной формы: Indox + ne- Indred Иногда взаимодействие также проходит с участием ионов H+: Indox + ne- + xH+ Indred; (x может приобретать как положительных, так и отрицательных значений). Эта реакция не влияет на поведение индикаторов, однако вызывает дополнительный расход титранта. В общем виде потенциал индикатора, который участвует во взаимодействии, описывается уравнением Нернста: ${\displaystyle \mathrm {E=E_{ox/red}^{0}+{\frac {0,059}{n}}\cdot lg{\frac {[Ind_{ox}]}{[Ind_{red}]}}} }$, где E0ox/red — стандартный потенциал для данной пары форм, что соответствует условию [Indox]=[Indred] Считается, что переход окраски заметен при десятикратном преобладании одной формы над другой. В этом случае множители в уравнении приобретут вид ${\displaystyle \mathrm {lg{\frac {10}{1}}} }$ и ${\displaystyle \mathrm {lg{\frac {1}{10}}} }$, что равно 1 и -1 соответственно. Из этого предположения следует определение интервала перехода окраски индикатора pT: ${\displaystyle \mathrm {pT=E_{ox/red}^{0}\pm {\frac {0,059}{n}}} }$ Например, дифениламин, который имеет стандартный потенциал 0,76 В и совершает переход при участии двух электронов, меняет окраску в диапазоне 0,76±0,03 В. При значениях меньше 0,73 В он является бесцветным, при больших чем 0,79 преобладает фиолетовая форма. В промежутке 0,73—0,79 В окраска меняется постепенно. Погрешности при использовании индикаторов При использовании окислительно-восстановительных индикаторов выделяется три погрешности: химическая — отсутствие совпадения конечной точки титрования (момента смены окраски) с реальной точкой эквивалентности. Момент смены определяется потенциалом индикатора, на который могут влиять pH среды и ионная сила раствора, поэтому, например, если в ходе определения сильно меняется значение pH, момент смены окраски может не совпадать со скачком на кривой титрования и вызвать искажения результатов; визуальная — неспособность человеческого глаза точно различать изменения окраски; индикаторная — расход дополнительного количества титранта на взаимодействие с индикатором. Распространённые индикаторы Индикатор Цвет формы Стандартный потенциал перехода, В[К 2] Indox Indred Нейтральный красный красный бесцветный 0,24 Метиленовый синий синий бесцветный 0,53 Дифениламин фиолетовый бесцветный 0,76 Дифенилбензидин фиолетовый бесцветный 0,76 Дифениламинсульфокислота красно-фиолетовый бесцветный 0,85 пара-Фенилантранилова кислота красно-фиолетовый бесцветный 1,08 Ферроин синий красный 1,06 Трис-(2,2'-дипиридилат) рутения бесцветный жёлтый 1,33 См. также Кислотно-основные индикаторы Окислительно-восстановительный потенциал Химические индикаторы Комментарии Термин редокс происходит от англ. redox: reduction — восстановление и oxidation — окисление. При [H+] = 1 моль/л (pH = 0). Литература Пискарёва С. К. и др. Аналитическая химия. — Издание 2-е. — М.: Высшая школа, 1994. — С. 296—297. — ISBN 5-06-002179-3.