Индикаторы методов окисления-восстановления.

В соответствии с теми изменениями Е окислительно-восстановительной системы, которые рассмотрены нами на примере кривой титрования Fe²⁺ раствором KMnO₄ самым удобным способом фиксирования точки эквивалентности при редокс-определениях является метод индикаторного титрования, при котором в качестве индикатора будет использоваться вещество, меняющее свою окраску при потенциале системы, входящем в приделы скачка титрования, подобно тому как в случае кислотно-основного титрования применяют индикаторы, изменяющие свою окраску в зависимости от рН среды.

Такие индикаторы есть. Однако большая часть из них имеет свои недостатки. Так в зависимости от рН раствора обычно изменяется значение потенциала при котором наблюдается переход индикатора из одной форм в другую. Иногда изменение окраски происходит очень медленно или образуются другие промежуточные соединения.

С другой стороны, в наиболее распространенных методах −перманганатометрии, иодометрии - индикаторы не применяются, т.к. сам рабочий раствор перманганата интенсивно окрашен, во втором случае хорошо известно применение чувствительного специального индикатора – крахмала.

Т.О. в методах, основанных на изменении валентности реагентов, применяют несколько различных типов индикаторов, подразделить которые можно на группы.

I. Специфические реактивы в качестве индикаторов. В конце титрования с такими индикаторами наблюдается исчезновение или появление окраски, характерное для данного определяемого вещества. Крахмал в иодометрии

II. Рабочие растворы в качестве индикаторов. В конце титрования с такими индикаторами наблюдается исчезновение или появление окраски, характерное для данного рабочего раствора (KMnO₄ одновременно и рабочий раствор и индикатор,).

III. Red-ox индикаторы, обратимо изменяющие свою окраску в зависимости от окислительного потенциала раствора. Они обратимо могут окисляться или восстанавливаться, и эти формы индикатора различно окрашены.

Индикатор	Окраска	E^0 при [Н^+]=1, в
IndОк.	IndВос.
Дифениламин	Сине -фиолетовый	Бесцветный	+0.76
Дифениламиназо- сульфоновая кислота	Красно-фиолетовый	Бесцветный	+0.84
Фенилантрани- ловая кислота	Красно-фиолетовый	Бесцветный	+1,08
о-фенантролин-Fe^2+-комплекс (ферроин)	Бледно-голубой	Красный	+1,06
о,о′-Дифенила- миндикарбоновая кислота	Сине-фиолетовый	Бесцветный	+1,26

IV. Кислотно-основные индикаторы, необратимо изменяющие свою окраску при вступлении в Red-ox реакцию (за счет необратимого окисления и изменения хим структуры – разрушение хромофорных групп).

Наиболее часто применяются обратимые Red-ox индикаторы, для которых превращение одной формы в другую можно изобразить при помощи следующего уравнения: Ind окисл. + n℮ → Ind восст. Очевидно система, состоящая из Ind окисл. и Ind восст. представляет собой окислительно-восстановительную пару, к которой в полнее можно применить формулу Нернста: ,

При титровании раствора соотношение будет изменяться. Применяются рассуждения аналогично кислотно-основным индикаторам, что присутствие одной из различно окрашенных форм глаз перестает замечать когда концентрация ее становиться в 10 раз меньше, чем концентрация другой формы.

Для области перехода окраски окислительно-восстановительного индикатора получим следующие пределы потенциала Е:

если отношение окисленной и восстановленной форм =10 ,

если = 0,1 , а точка конца титрования = Е

Т.О. имея расчетную кривую титрования можно подобрать индикатор, ox|red потенциал которого попадает внутрь скачка титрования.

Наиболее известны индикаторы

– дифениламин -раствор в конц. серной кислоте, одноцветный, интервал перехода окраски Е = 0,76±0,029

Дифениламин при действии окислителей окрашивается в синий цвет. Для приготовления индикатора готовят 1% (весо-объемным путем) раствор дифениламина в концентрированной азотной кислоте. На титрование берут одну каплю раствора индикатора.

Если к исследуемому раствору перед титрованием перманганатом прибавить дифениламин, то в тот момент, когда реакция между перманганатом и определяемым веществом закончится и в растворе окажется не значительный избыток перманганата (доля капли), появляется синее окрашивание раствора.

Так дифениламин под действием окислителей с достаточно высоким окислительным потенциалом, на пример KMnO₄, K₂Cr₂O₇, KClO₃, KNO₃ и т.п. превращается сначала в бесцветное соединение-дифенилбензидин который также применяется в качестве индикатора. Затем дифенилбензидин окисляется, образуя дифенилбензидин фиолетовый (III) (интенсивное фиолетово-синее окрашивание)

В случае дифениламина, Е_о= +0,76в, а n=2, область перехода лежит в пределах от Е₁=0,76 - (бесцв.) до Е₂=0,76 + (сине-фиолетовое)

- ферроин комплекс фенантролина и железа 3+,растворим в воде, Е = 1,06 В двуцветный индикатор, устойчив в растворах при нагревании.

Индиго при действии некоторых окислителей синяя окраска обесцвечивается, превращаясь в изатин. Таким образом, при применении этого индикатора в момент окончания реакции происходит исчезновение синей окраски исследуемого раствора. Индикатор готовится (0,2% раствор) на концентрированной серной кислоте. При титровании берут одну каплю раствора индикатора.

Индикаторы подобного типа изменяют свою окраску не от специфических свойств окислителя или восстановителя, реагирующих между собой при титровании, а связано изменение окраски с достижением титруемым раствором определенного окислительного потенциала.

Дата добавления: 2015-08-21