Redox mutatók

A redox indikátorok ( redox indikátorok [K 1] ) olyan anyagok , amelyeket a redox reakciókban az ekvivalenciapont meghatározására használnak .

Leggyakrabban ilyen indikátorok a redox tulajdonságokkal rendelkező szerves vegyületek és a fémorganikus vegyületek , amelyekben egy bizonyos potenciál elérésekor a fém oxidációs állapota megváltozik . Mindkét esetben a szerkezet változása a vegyület színének megváltozásával jár.

Osztályozás

Az interakció típusától függően a mutatókat megkülönböztetik:

általános - változtassa meg színüket a potenciálnak megfelelően és az oldatban lévő anyagok természetétől függetlenül (például difenil -amin , metilénkék );
specifikus - csak bizonyos vegyületekkel reagál ( a keményítő a jód , a tiocianát ionok - a Fe 3+ kation indikátora ).

A színátmeneti sémától függően a mutatók a következőkre oszthatók:

monokromatikus - az egyik forma színe, a másik színtelen;
kétszínű - mindkét formának megvan a maga színe.

A használt mutatóknak meg kell felelniük a következő követelményeknek:

jól oldódik vízben, savakban és más tipikus titrálóközegben ;
ellenáll a fénynek, a levegőnek, az oldatban lévő egyéb komponenseknek, és stabil a hosszú távú tárolás során;
az oxidált és redukált formák színének egyértelműen különböznie kell;
a potenciális intervallumnak, amelynél a formák közötti átmenet megtörténik, szűknek kell lennie, és meg kell felelnie a titrálási görbe ugrásának ;
a színnek gyorsan kell változnia, és a reakciónak teljesen reverzibilisnek kell lennie, nem szabad viselnie a külső reakciók hatását;
az oldat színváltozásának a titrálás végpontjában még a legkisebb mennyiségű indikátor hozzáadásával is tisztának kell lennie.

A reakció lefolyása

Az indikátor hatásának általános sémája az oxidált formája redukciójának fordított reakciója:

Ind ökör + n e - ⇌ Ind vörös

Néha a kölcsönhatás H + -ionok részvételével is megtörténik :

Ind ox + n e - + x H + ⇌ Ind vörös ; ( x pozitív és negatív értéket is felvehet).

Ez a reakció nem befolyásolja az indikátorok viselkedését, azonban további titrálószer -fogyasztást okoz .

Általában a kölcsönhatásban részt vevő indikátor potenciálját a Nernst-egyenlet írja le :

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

, ahol E 0 ox/piros egy adott alakpár standard potenciálja, amely megfelel az [Ind ox ]=[Ind red ] feltételnek

Úgy gondolják, hogy a színátmenet észrevehető az egyik forma tízszeres túlsúlyával a másikkal szemben. Ebben az esetben az egyenletben szereplő tényezők a és alakot veszik fel , ami 1, illetve -1. Ebből a feltevésből következik a pT indikátor színátmeneti intervallumának meghatározása: $\mathrm{ lg\frac{10}{1}}$ $\mathrm{ lg\frac{1}{10}}$

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

Például a difenil -amin , amelynek standard potenciálja 0,76 V, és két elektron részvételével átmenetet hoz létre , 0,76 ± 0,03 V tartományban változtatja meg a színét. 0,73 V-nál kisebb értékeknél színtelen, 0,79-nél nagyobb értékeknél az ibolya forma dominál. A 0,73-0,79 V tartományban a szín fokozatosan változik.

Hibák az indikátorok használatakor

Redox indikátorok használatakor három hiba tűnik ki:

kémiai - a titrálás végpontja (a színváltozás pillanata) egybeesésének hiánya a valódi ekvivalenciaponttal. A változás pillanatát az indikátor potenciálja határozza meg, amit a közeg pH -ja és az oldat ionerőssége is befolyásolhat , ezért például, ha a pH-érték nagymértékben változik a meghatározás során, a szín pillanata a változás nem eshet egybe a titrálási görbe ugrásával, és az eredmények torzulását okozhatja;
vizuális - az emberi szem képtelensége pontosan megkülönböztetni a színváltozásokat;
indikátor - további mennyiségű titráló fogyasztása az indikátorral való interakcióhoz.

Gyakori mutatók

Indikátor	Forma színe		Szabványos csatlakozási potenciál, V [K 2]
Indikátor	Indox _	Ind piros	Szabványos csatlakozási potenciál, V [K 2]
Semleges piros	piros	színtelen	0.24
metilénkék	kék	színtelen	0,53
Difenil-amin	ibolya	színtelen	0,76
Difenilbenzidin	ibolya	színtelen	0,76
Difenil-aminszulfonsav	vörös-ibolya	színtelen	0,85
para -Fenilantranilsav	vörös-ibolya	színtelen	1.08
Ferroin	kék	piros	1.06
Ruténium-trisz-(2,2'-dipiridilát)	színtelen	sárga	1.33

Lásd még

Megjegyzések

↑ A redox kifejezés az angolból származik . redox : redukció - redukció és oxidáció - oxidáció.
↑ [H + ]-nál = 1 mol/l (pH = 0).

Irodalom

Piskareva S.K. és mások. Analitikai kémia . — 2. kiadás. - M . : Felsőiskola, 1994. - S. 296 -297. — ISBN 5-06-002179-3 .
Analitikai kémia. Kémiai elemzési módszerek / Szerk. O. M. Petrukhina. - M .: Kémia, 1992. - S. 289-290. — ISBN 5-7245-0640-8 .
Zharovsky F. G., Pilipenko A. T., P'yatnitsky I. B. Analitikai kémia. - 2. - K . : Vishcha iskola, 1982. - S. 429-431.
Bishop, E. Indikátorok / Per. angolról. szerk. I. N. Marova. - M . : Mir, 1976. - T. 2. - S. 146-162.