Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Индикатор (лат. indicator — указатель) — соединение, обнаруживающее наличие химической реакции или изменений в исследуемой среде.[1] Например, изменение концентрации какого-либо вещества или компонента в растворе при титровании. Индикаторы позволяют быстро определить pH и другие параметры[2]. Информация от вещества-индикатора может получаться как визуально (или другими органами чувств человека), так и с помощью физических методов измерения[3]:9. Вещества-индикаторы могут применяться как самостоятельно, так и на носителях (реактивные индикаторные бумаги, индикаторные трубки)[4].
Содержание
История открытия
Кислотно-основные индикаторы применяются для установления конца реакции между кислотами и основаниями, или других реакций, если в них участвуют ионы Н+, а также для колориметрического определения рН водных растворов. Причина изменения цвета индикатора в том, что присоединение или отдача протонов его молекулами связаны с заменой одних хромофорных групп другими или с появлением новых хромофорных групп.
Вероятно, самым древним кислотно-основным индикатором является лакмус. Лакмус был известен уже в Древнем Египте и Древнем Риме. Лакмус (от гол. lakmoes) — красящее вещество, добываемое из некоторых видов лишайников. Фактически природный лакмус представляет собой сложную смесь. Его основными компонентами являются: азолитмин (C9H10NO5) и эритролитмин (С13H22O6). Лакмус в древности использовали в качестве фиолетовой краски, но со временем рецепт его приготовления был утерян. В 1640 ботаники описали гелиотроп (Heliotropium Turnesole) — душистое растение с тёмно-лиловыми цветками, из которого было выделено красящее вещество. Этот краситель, наряду с соком фиалок, стал широко применяться химиками в качестве индикатора, который в кислой среде был красным, а в щелочной — синим.
В 1667 году знаменитый химик и физик Роберт Бойль предложил пропитывать фильтровальную бумагу отваром тропического лишайника — лакмуса, а также отварами фиалок и васильков, и таким образом положил начало применению индикаторной (лакмусовой) бумаги.
Применение индикаторов
Индикаторы позволяют быстро и достаточно точно контролировать состав жидких или газообразных сред, следить за изменением их состава, или за протеканием химической реакции. Индикаторы, удовлетворяющие ряду требований (высокое светопоглощение индикатора; контрастный переход окраски; узкая область перехода окраски), применяются для фиксирования конца титрования[5].
Широко используются кислотно-основные индикаторы, разбавленные растворы которых обладают способностью заметно изменять цвет, в зависимости от кислотности раствора[6]. Причина изменения цвета — изменения в строении молекул индикатора в кислой и щелочной среде, что приводит к изменению спектра поглощения раствора.
Для определения состава газовых сред используют индикаторные бумажки и индикаторные трубки.
Структура молекул и цвет индикаторов
Трифенилметановые красители-индикаторы
Трифенилметановые красители широко используются в качестве индикаторов. В зависимости от типа заместителей изменения структуры молекулы приводят к широкой гамме цветных соединений, большинство из которых могут служить химическими индикаторами.
Производные азобензола
.
Виды индикаторов
Распространённые кислотно-основные индикаторы
| Индикатор
|
Окраска/кислая форма
|
Окраска/щелочная форма
|
Интервалы pH
|
| Ализариновый жёлтый
|
жёлтый
|
фиолетовый
|
10,1—12,1
|
| Тимолфталеин
|
бесцветный
|
синий
|
9,4—10,6
|
| Фенолфталеин
|
бесцветный
|
малиновый
|
8,2—10,0
|
| Крезоловый красный
|
жёлтый
|
тёмно-красный
|
7,0—8,8
|
| Нейтральный красный
|
красный
|
коричневый
|
6,8—8,0
|
| Феноловый красный
|
жёлтый
|
красный
|
6,8—8,0
|
| Бромтимоловый синий
|
жёлтый
|
синий
|
6,0—7,6
|
| Лакмус (азолитмин)
|
красный
|
синий
|
5,0—8,0
|
| Метиловый красный
|
красный
|
жёлтый
|
4,4—6,2
|
| Метиловый оранжевый
|
красный
|
жёлтый
|
3,0—4,4
|
| Бромфеноловый синий
|
красный
|
синий
|
3,0—4,6
|
| Тропеолин 00…
|
-
|
жёлтый
|
1,4—3,2
|
Металлоиндикаторы
Окислительно-восстановительные индикаторы
Окислительно-восстановительные индикаторы изменяют цвет в зависимости от присутствия в растворе окислителей или восстановителей. Дифениламин бесцветен в восстановленной форме, но имеет фиолетовый цвет в окисленном состоянии.
Метиленовый синий (синька) также бесцветен в восстановленной форме и имеет синий цвет в окисленном состоянии.
Некоторые ярко окрашенные вещества сами могут служить индикатором. Например, при перманганатометрическом определении железа(II)
10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
добавляемый в ходе титрования раствор перманганата обесцвечивается, пока не будут окислены все ионы Fe2+, имевшиеся в исследуемом растворе. Точка эквивалентности определяется по розовой окраске раствора, из-за возникшего избытка перманганат-анионов.
Хингидрон также является окислительно-восстановительным индикатором. это смесь хинона и гидрохинона.
Адсорбционные индикаторы
Крахмал
Термоиндикаторы
Термоиндикатор — вещество, которое при определенной температуре изменяет свой внешний вид (яркость свечения, цвет, форму).[7]. В качестве термоиндикатора можно использовать бумагу, смоченную хлоридом кобальта(II). При нагревании кристаллогидрат теряет связанную воду и меняет последовательно цвет с розового через красный, фиолетовый и синий на бесцветный.
Химические индикаторы влажности
См. также
Примечания
- БСЭ-Индикатор, 1972.
- БСЭ-Индикаторы-химические, 1972.
- Бишоп Э. (ред.) Индикаторы. Том 1. —М.: Мир, 1976.
- Индикаторы // Химическая энциклопедия. Том 2. Даф-Мед. —М.: Советская энциклопедия, 1990.
- Основы аналитической химии, 2004.
- Индикатор // Казахстан. Национальная энциклопедия (рус.). — Алматы: аза энциклопедиясы, 2005. — Т. II. — ISBN 9965-9746-3-2. (CC BY-SA 3.0)
- Термоиндикатор // Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины: около 7000 терминов —М.:Рус.яз., 1990.
Литература
|
|