نقطه پایانی نشانگر اسید-باز

رنگ در نقطه پایانی به عنوان رنگ میانی نامیده می شود.

این شرط برآورده می شود: [HIn] = [In - ] و رنگ نشانگر ترکیبی هممولار از رنگ Hin و رنگ In - است.

لطفا تبلیغات در این وب سایت را مسدود نکنید. بدون تبلیغات = بدون پول برای ما = هیچ چیز رایگان برای شما!

شاخص اسید و باز چیست؟

نشانگر اسید-باز ماده، رنگ یا رنگدانه ای است که با تغییر pH محلول تغییر رنگ می دهد.

رنگ یا رنگدانه‌ای که نشانگر اسید-باز را تشکیل می‌دهد معمولاً یک مولکول آلی است که یا یک اسید ضعیف (HIn) یا یک باز ضعیف (InOH یا In) است.

اگر نشانگر اسید-باز یک اسید ضعیف باشد، مولکول تفکیک نشده (HIn) با محصولات تفکیک آن در تعادل است: یون هیدروژن (H + ) و آنیون مربوطه آن (In - ) همانطور که در معادله شیمیایی متعادل زیر نشان داده شده است.:

اسید ضعیف (HIn) که به عنوان یک شاخص عمل می کند: Hin (aq) ⇋ H + (aq) + In - (aq)

اگر نشانگر اسید-باز یک باز ضعیف باشد، مولکول تفکیک نشده (InOH) با محصولات تفکیک آن در تعادل است: یون هیدروکسید (OH - ) و کاتیون مربوطه آن (HIn + ) همانطور که در معادله شیمیایی متعادل زیر نشان داده شده است.:

پایه ضعیف (InOH) که به عنوان یک نشانگر عمل می کند: InOH (aq) ⇋ OH - (aq) + In + (aq)

اگر نشانگر اسید-باز یک باز ضعیف باشد که در ساختار آن هیدروکسید وجود نداشته باشد، مولکول نشانگر (In) در آب هیدرولیز می شود و با محصولات این واکنش در تعادل است: یون های هیدروکسید (OH - ) و کاتیون مربوط به آن.(HIn + ) همانطور که در معادله شیمیایی متعادل زیر نشان داده شده است:

پایه ضعیف (In) که به عنوان نشانگر عمل می کند (5): در (aq) + H₂O (l) ⇋ OH - (aq) + Hin + (aq)

ما می‌توانیم از تئوری برونستد-لوری اسیدها و بازها به جای تعاریف آرنیوس بالا برای نوشتن معادلات شیمیایی برای واکنش‌های انتقال پروتون بین اسیدهای ضعیف یا بازهای ضعیف در آب حلال استفاده کنیم که در زیر نشان داده شده است:

نظریه برونستد-لوری	اسید	+	پایه	⇋	اسید مزدوج	+	پایه مزدوج
اسید ضعیف به عنوان شاخص عمل می کند	هین (آق)	+	H2ای (ق)	⇋	H3O + (aq)	+	در - (ق)

نظریه برونستد-لوری	پایه	+	اسید	⇋	پایه مزدوج	+	اسید مزدوج
پایه ضعیف به عنوان نشانگر عمل می کند	در (ق)	+	H2ای (ق)	⇋	OH - (aq)	+	Hin + (aq)

سپس توضیحات مربوط به شاخص های اسید-باز به شرح زیر خواهد بود:

از آنجایی که مولکول‌های نشانگر اسید-باز تفکیک نشده با یون‌های خود در تعادل هستند، می‌توانیم برای این تفکیک عبارت بنویسیم.

اجازه دهید K_Inثابت تعادل را برای تفکیک مولکول نشانگر نشان می دهد، سپس:

Hin ⇋ در - + H +				Hin + H2O ⇋ در - + H3O +
KIn	=	[in -] [h +] [hin]	or	KIn	=	[in -] [h3o +] [hin]

در + ساعت2o ⇋ hin + + oh -
KIn	=	[hin +] [oh -] [in]

می توانید جداول منتشر شده را پیدا کنید که ارزش k را نشان می دهد_In(6) برای شاخص های مختلف اسید پایه در دمای 25 درجه سانتیگراد. جدول زیر چند نمونه را ارائه می دهد:

نام نشانگر اسید پایه	KIn
متیل پرتقال	4. 0 × 1 0-4
برموفنول آبی	1. 6 × 1 0-4
متیل قرمز	1. 3 × 1 0-5
کلروفنول قرمز	1. 0 × 1 0-6
برموتیمول آبی	7. 9 × 1 0-8
فنل فتالین	4. 0 × 1 0-10
تیمولفالین	1. 0 × 1 0-10
alizarin yellow r	6. 3 × 1 0-12

توجه کنید که مقادیر k_Inهمه کوچک هستند ، کمتر از 1 0-3. این بدان معناست که مولکول شاخص پروتئین یا اسید ، هین ، تا حد زیادی در محلول های آبی در دمای 25 درجه سانتیگراد غیرقانونی است ، یعنی [هین] بسیار بیشتر از [در -] است. از این رو ، این فقط روش دیگری برای گفتن است که شاخص یک اسید ضعیف است (در این مورد).

به عنوان مثال ، ما می توانیم تفکیک (یونیزاسیون) شاخص اسید پایه فنل فتالین (HIN) را به یونهای هیدروژن (H +) و یونهای آن (In -) نشان دهیم:

شاخص فنل فتالین در تعادل (25 درجه سانتیگراد)
واکنش:	هین	⇋	که در -	+	H +	KIn= 4. 0 × 1 0-10
شرح:	مولکول های غیرقانونی	⇋	یون	+	یون های هیدروژن	KInخیلی کوچک

از K_Inبسیار اندک است ، موقعیت تعادل به خوبی در سمت چپ قرار دارد و به نفع مولکولهای هین ناشناخته (مولکولهای هین اتحادیه) است. در محلول آبی فنل فتالین در دمای 25 درجه سانتیگراد ، غلظت مولکولهای HIN بسیار بیشتر از غلظت IN - و همچنین بسیار بیشتر از غلظت H + خواهد بود.

اینو میدونی؟

اکنون بازی را انجام دهید!

چرا شاخص های اسید پایه رنگ را تغییر می دهند؟

اولین تئوری مفید برای اینکه چرا شاخص های اسید پایه تغییر رنگ توسط W. Ostwald در سال 1891 پیشنهاد شده است:

از آنجا که یونهای H + و OH - در محلول های آبی بی رنگ هستند ، رنگهای نمایش داده شده توسط یک نشانگر اسید پایه به دلیل مولکول نشانگر غیرمجاز است که رنگ متفاوتی با یونی است که در نتیجه تفکیک تولید می کند.

ما می توانیم این را همانطور که در زیر نشان داده شده است نشان دهیم:

اسید ضعیف به عنوان شاخص عمل می کند	هین (آق)	⇋	H + (aq)	+	در - (ق)
رنگ گونه ها	یک رنگ	بی رنگ	رنگ متفاوت

پایه ضعیف به عنوان نشانگر عمل می کند	inoh (aq)	⇋	OH - (aq)	+	Hin + (aq)
رنگ گونه ها	یک رنگ	بی رنگ	رنگ متفاوت

این بدان معنی است که رنگ نشانگر اسید پایه در یک محلول آبی ترکیبی از 2 رنگ است: رنگ مولکول غیرمترقبه و رنگ یون های محصول آن.

Weak acid acting as an indicator: [HIn] >>[in -] سپس رنگ محلول رنگ هین است

Weak base acting as an indicator: [InOH] >>[hin +] سپس رنگ محلول رنگ InoH است

بیایید یک اسید ضعیف (HIN) را در نظر بگیریم که به عنوان یک شاخص اسید پایه عمل می کند تا درک کند که چرا یک شاخص اسید پایه تغییر رنگ می کند.

اسید ضعیف به عنوان شاخص عمل می کند	هین (آق)	⇋	H + (aq)	+	در - (ق)
رنگ گونه ها	یک رنگ	بی رنگ	رنگ متفاوت

اگر غلظت H + (aq) را با افزودن اسید افزایش دهیم ، پس از اصل Le Chatelier ، موقعیت تعادل به سمت چپ تغییر می کند تا مقداری از H + اضافه شده (AQ) را مصرف کند. این بدان معنی است که برخی از مولکول های IN - (AQ) نیز مصرف می شوند تا غلظت IN - (AQ) کاهش یابد. همچنین این بدان معنی است که مولکول های HIN (AQ) بیشتر تشکیل می شوند ، بنابراین غلظت [HIN (AQ)] افزایش می یابد. بنابراین ، افزایش [H + (AQ)] نسبت [HIN] را افزایش می دهد: [در -] و ما به دلیل مولکول های هین غیرقانونی ، رنگ بیشتری را می بینیم که به دلیل یون های IN می بینیم.

اگر از طرف دیگر ، غلظت H + (aq) را با اضافه کردن مقداری پایه (مانند OH -) کاهش دهیم تا با H + واکنش نشان دهند ، پس ، با اصل Le Chatelier ، موقعیت تعادل به سمت راست تولید تغییر می کندبیشتر H +. این بدان معنی است که برخی از HIN (AQ) باید برای تولید H + (AQ) و بیشتر در - (AQ) جدا شوند ، بنابراین غلظت HIN (AQ) کاهش می یابد و غلظت IN - (AQ) افزایش می یابد. بنابراین ، کاهش [H + (AQ)] نسبت [HIN (AQ)] را کاهش می دهد: [در - (AQ)] و ما به دلیل یون های IN ها بیشتر از رنگ می بینیم.

ما می توانیم رفتار یک اسید ضعیف را که به عنوان یک شاخص در محلول آبی با استفاده از نظریه Brønsted-Lowry از اسیدها و پایه ها عمل می کند ، مدل کنیم. مولکول شاخص (HIN) با اهدای یک پروتون (H +) به یک مولکول آب به عنوان یک اسید Brønsted-Lowry عمل می کند (H₂o) برای تولید یون اکسیدانیوم (ساعت₃O + ، همچنین به عنوان یون Oxonium یا Hydronium شناخته می شود) و پایه کونژوگه اسید (In -) در یک واکنش انتقال پروتون. مولکول اسید (HIN) یک رنگ متفاوت است که پایه کونژوگه آن (In -) است.

نظریه برونستد-لوری	اسید	+	پایه	⇋	اسید مزدوج	+	پایه مزدوج
اسید ضعیف به عنوان شاخص عمل می کند	هین (آق)	+	H2o (ل)	⇋	H3O + (aq)	+	در - (ق)
رنگ گونه ها	یک رنگ	بی رنگ	بی رنگ	رنگ متفاوت

با استفاده از اصل Le Chatelier:

رنگ به دلیل افزایش هین ، و به دلیل کاهش - کاهش می یابد

رنگ به دلیل افزایش در - و به دلیل کاهش HIN

بیایید به عنوان نمونه از نشانگر فنل فتالین استفاده کنیم. فنل فتالین در محلول آبی اسیدی (غلظت زیاد H +) بی رنگ است اما در محلول آبی اساسی یا قلیایی صورتی صورتی (غلظت کم H +) صورتی است. برای واکنش: Hin (aq) ⇋ in - (aq) + h + (aq) اگر غلظت H + (AQ) افزایش یابد ، موقعیت تعادل به سمت چپ به نفع تولید مولکولهای HIN (AQ) ناشناخته است. بنابراین مولکول های فنل فتالین بدون رنگ باید بی رنگ باشند (زیرا محلول در محلول اسیدی بی رنگ است). به طور مشابه ، هنگامی که غلظت H + (AQ) کاهش می یابد ، موقعیت تعادل به سمت راست تغییر می کند و به نفع تولید یون های IN - (AQ) است. یونهای تولید شده توسط تفکیک مولکولهای فنل فتالین باید صورتی باشند (زیرا فنل فتالین در محلول های اساسی صورتی است). ما می توانیم تمام این اطلاعات را مطابق شکل زیر خلاصه کنیم:

نشانگر فنل فتالین	هین (آق)	⇋	H + (aq)	+	در - (ق)	KIn= 4. 0 × 1 0-10 (25 درجه سانتیگراد)
رنگ گونه ها	بی رنگ	بی رنگ	رنگ صورتی

یک شاخص اسید پایه هنگامی که غلظت H + (AQ) تغییر می کند ، تغییر می کند زیرا این امر موقعیت تعادل را به سمت راست یا چپ تغییر می دهد و نسبت [HIN] متفاوت است: [در -]

از آنجا که pH را با استفاده از غلظت یونهای هیدروژن همانطور که در زیر نشان داده شده است محاسبه می کنیم:

سپس می توانیم بگوییم که یک نشانگر پایه اسید هنگام تغییر pH محلول ، رنگ را تغییر می دهد.

آیا این را می فهمید؟

اکنون آزمون را بگیرید!

در چه pH یک نشانگر پایه اسید رنگ را تغییر می دهد؟

بیایید به استفاده از فنلپتالین به عنوان نمونه ای از شاخص اسید پایه ادامه دهیم:

نشانگر فنل فتالین	هین (آق)	⇋	H + (aq)	+	در - (ق)	KIn= 4. 0 × 1 0-10 (25 درجه سانتیگراد)
رنگ گونه ها	بی رنگ	بی رنگ	رنگ صورتی

In acidic solution ([H + ] is high), the solution is colourless because [HIn(colourless)]>>[در - (صورتی)] در محلول اساسی یا قلیایی ([H +] کم است) ، محلول صورتی است زیرا [hin (بی رنگ)]]<<[In - (pink)]

بنابراین چه زمانی نشانگر فنل فتالین رنگ را از بی رنگ به صورتی تغییر می دهد؟غلظت یون های هیدروژن در نقطه ای که فنل فتالین تغییر رنگ دارد چیست؟فنل فتالین در چه pH رنگ را تغییر می دهد؟

بیایید با بررسی بیان تعادل برای تفکیک (یونیزاسیون) فنل فتالین شروع کنیم:

KIn

=

[h +] [in -] [hin]

به یاد بیاورید که برای محلول های آبی در دمای معین k_Inثابت است و ما می دانیم که تغییر غلظت H + (aq) نسبت [hin] را تغییر می دهد: [در -] ، بنابراین بیایید بیان را برای k تنظیم کنیم_Inبرای جداسازی اصطلاح [H +]:

KIn	=	[h +] [in -] [hin]
هر دو طرف را توسط [hin] ضرب کنید:
[hin] × kIn	=	[hin] × [h +] [in -] [hin]
[hin] × kIn	=	[h +] [in -]
هر دو طرف را با [در -] تقسیم کنید:
[hin] × kIn[که در - ]	=	[H + ] [در - ] [در - ]
[hin] × kIn[که در - ]	=	[H + ]
که می توانیم به صورت زیر نیز نمایش دهیم:
[H + ]	=	KIn ×	[HIn] [در - ]

In an acidic solution, in HCl (aq) for example, [HIn] >> [In - ], that is, [HIn]/[In - ] > >1، و محلول بی رنگ به نظر می رسد. به عنوان مثال، همانطور که [H + ] را با افزودن کمی NaOH (aq) کاهش می‌دهیم، [HIn] کاهش می‌یابد، [In - ] افزایش می‌یابد، یعنی [HIn]/[In -] کاهش می‌یابد و به 1 نزدیک می‌شود. اگر مقدار اضافی OH اضافه کنیم.-، [H + ] در واقع بسیار کوچک می شود (K_w=[H + ][OH - ]= 10-14 در 25 درجه سانتیگراد)، بنابراین [HIn]

نقطه ای که در آن فنل فتالئین تغییر رنگ می دهد، نقطه ای است که در آن یک مخلوط هم مولی از Hin و In - وجود دارد، یعنی [HIn]/[In - ] = 1، یا به عبارت دیگر:

[HIn] [در - ]

= 1

بنابراین، عبارت برای نقطه ای که نشانگر فنل فتالئین تغییر رنگ می دهد به صورت زیر می شود:

[H + ]	=	KIn ×	[HIn] [در - ]
از آنجایی که [HIn]/[در - ]=1
[H + ]	=	KIn ×	1
[H + ]	=	KIn

When the concentration of hydrogen ions in solution is the same as the value of the dissociation constant for the indicator, then the indicator has changed colour. When [H + ] > K_In، محلول "اسیدی" است و رنگ محلول به رنگ مولکول های HIn تفکیک نشده است. وقتی [H + ]< K_In، محلول "پایه" است و رنگ محلول رنگ یونها است، در - . وقتی [H + ] = K_Inرنگ محلول در نیمه بین رنگ مولکول های HIn و رنگ یون های In - است. از این رنگ به عنوان رنگ میانی نشانگر یاد می شود.

اگر لگاریتم منفی (مبنای 10) هر دو طرف معادله بالا را در نظر بگیریم، نتیجه مفید دیگری به دست خواهیم آورد:

[H + ]	=	KIn
-ورود10[H + ]	=	-ورود10KIn
که معادل است با:
pH	=	pKIn

زمانی که pH محلول با pK یکسان باشد، یک نشانگر اسید-باز تغییر رنگ می دهد_In. و همین نتیجه است که نشانگرهای اسید-باز را در تیتراسیون اسید-باز مفید می کند. به ما می گوید که اگر نشانگر مناسب را انتخاب کنیم، می توانیم PH محلول "خنثی شده" را با pH رنگ میانی نشانگر مطابقت دهیم. تغییر رنگ نشانگر به ما می گوید که تیتراسیون را پایان دهیم، از افزودن باز دیگر به اسید خودداری کنیم زیرا محلول "خنثی" شده است. از این رو pH که در آن شاخص اسید-باز به رنگ میانی خود رسیده است به عنوان نقطه پایان تیتراسیون نامیده می شود.

در جدول زیر pK را محاسبه کرده ایم_Inو از این رو pH در نقطه پایانی تیتراسیون، برای برخی از شاخص های مختلف اسید-باز. شاید بخواهید نتایج این محاسبات را برای خودتان تأیید کنید.

نام نشانگر	KIn	pKIn= -log10KIn	= pH برای رنگ میانی (نقطه پایان تیتراسیون)
متیل پرتقال	4. 0 × 1 0-4	3.4	3.4
برموفنول آبی	1. 6 × 1 0-4	3.8	3.8
متیل قرمز	1. 3 × 1 0-5	4.9	4.9
کلروفنول قرمز	1. 0 × 1 0-6	6.0	6.0
برموتیمول آبی	7. 9 × 1 0-8	7.1	7.1
فنل فتالین	4. 0 × 1 0-10	9.4	9.4
تیمولفالین	1. 0 × 1 0-10	10. 0	10. 0
alizarin yellow r	6. 3 × 1 0-12	11. 2	11. 2

توجه داشته باشید که اندیکاتورهای مختلف مقادیر متفاوتی برای pK دارند_Inو از این رو pH که در آن به رنگ میانه خود می رسند متفاوت است. در جدول زیر رنگ این شاخص ها را در pH پایین و مقادیر pH زیاد و همچنین pH رنگ میانی نشان می دهیم (pH = pk_In):

نام نشانگر	KIn	pKIn= pH (رنگ میانه)	رنگ pH کم	رنگ میانه (رنگ پایان نقطه)	رنگ pH بالا
متیل پرتقال	4. 0 × 1 0-4	3.4	قرمز	نارنجی	زرد
برموفنول آبی	1. 6 × 1 0-4	3.8	زرد	سبز	آبی
متیل قرمز	1. 3 × 1 0-5	4.9	قرمز	نارنجی	زرد
کلروفنول قرمز	1. 0 × 1 0-6	6.0	زرد	نارنجی	قرمز
برموتیمول آبی	7. 9 × 1 0-8	7.1	زرد	سبز	آبی
فنل فتالین	4. 0 × 1 0-10	9.4	بی رنگ	صورتی کمرنگ	صورتی (مگنتا)
تیمولفالین	1. 0 × 1 0-10	10. 0	بی رنگ	آبی کمرنگ	آبی
alizarin yellow r	6. 3 × 1 0-12	11. 2	زرد	پینکی-نارنجی	بنفش

در جدول بالا ، "pH پایین" به pH کمتر از PK اشاره دارد_Inو ، "pH بالا" به pH بزرگتر از PK اشاره دارد_In:

به عنوان مثال ، فنل فتالین در "pH پایین" بی رنگ است وقتی pH< 9.4, and it is pink at "high pH" when pH >9. 4 در pH = 9. 4 محلول فنل فتالین بین بی رنگ و صورتی نیمه راه است ، یعنی این یک رنگ صورتی کمرنگ است.

با دقت به رنگ های جدول بالا نگاه کنید. آیا می توانید دقیقاً انتخاب کنید که به عنوان مثال فنل فتالین بین بی رنگ و صورتی نیمه راه باشد؟آیا واقعاً می توانید خطی را که Alizarin Yellow R در وسط راه بین زرد و بنفش قرار دارد ، نشان دهید؟از چند نفر بخواهید که به کجا این موقعیت ها روی میز هستند ، شرط می بندم که شما طیف کاملی از پاسخ ها را دریافت می کنید !!

آیا می توانید این را اعمال کنید؟

اکنون آزمون را بگیرید!

فاصله تغییر رنگ نشانگر اسید (محدوده pH)

تغییر از رنگ pH کم به رنگ pH بالا یک نشانگر اسید پایه تدریجی است و رنگ دقیق آن می تواند از نظر بصری سخت باشد.(7)

به طور کلی ، چشم انسان فقط توانایی محدودی در تشخیص هر یک از این دو رنگ دارد که یکی از آنها غالب است.

به طور کلی ، تجربه به ما می گوید که نشانگر اسید پایه به نظر می رسد:

ما می توانیم از این اطلاعات برای محاسبه طیف وسیعی از مقادیر pH که در آن شاهد تغییر رنگ "pH پایین" به رنگ "pH بالا" هستیم ، استفاده کنیم.

در بخش فوق ما به بیان رابطه بین [H +] ، [HIN]/[in -] و k رسیدیم_Inهمانطور که نشان داده شده است:

[H + ]

=

KIn ×

[HIn] [در - ]

اگر لگاریتم منفی (پایه 10) هر اصطلاح را در عبارت بدست آوریم ، نتیجه می گیریم:

-ورود10[H + ]	=	-ورود10KIn +	-ورود10(	[HIn] [در - ]	)
pH	=	pKIn	-ورود10(	[HIn] [در - ]	)

So, if we take the "low pH" case, we will see the colour-change when [HIn]/[In - ] >10: بیایید با استفاده از حداقل مقدار [hin]/[in -] = 10 حد پایین را پیدا کنیم

تغییر رنگ در pH کم بین PK رخ می دهد_Inو PK_In − 1

حال بیایید حد بالایی را برای pH تغییر رنگ پیدا کنیم ، یعنی [hin] /[in -] = 1 /₁₀ :

تغییر رنگ در pH زیاد بین PK رخ می دهد_Inو PK_In + 1

بنابراین اکنون می توانیم دامنه pH را تعریف کنیم که رنگ نشانگر از یک رنگ به رنگ دیگر تغییر می کند:

که می تواند به طور خلاصه تر نوشته شود:

دامنه pH = PK_In ± 1

بنابراین ، برای فنل فتالین با k_In= 4. 0 × 1 0-10:

pH رنگ میانه = pk_In= -_In= −log (1 0-10 × 4. 0) = 9. 4

دامنه pH = PK_In1 ± 1 ± 9. 4 ± 1

از آنجا که فنل فتالین بین 8. 4 تا 10. 4 رنگ را از رنگ صورتی به صورتی به صورتی تا صورتی روشن می کند ، به این "فاصله تغییر رنگ" یا "دامنه pH" شاخص گفته می شود.

آیا می توانید این را اعمال کنید؟

اکنون آزمون را بگیرید!

محاسبه دامنه pH در مقابل مقادیر منتشر شده

هیچ دو نفر "رنگ" را به همان روش "می بینند" از اصطلاحات مختلف برای اشاره به همان رنگ استفاده می کنند و بسته به توانایی آنها در تبعیض بین رنگ ها ، "رنگ میانه" را در مقادیر مختلف pH تشخیص می دهند. دیگران اضافه شده اند: غلظت و شدت رنگ اشکال "اسیدی" و "اساسی" شاخص اسید پایه می تواند متفاوت باشد ، و درک ما از pH را تغییر می دهد که در آن "نقطه پایان" یا "وسط"رنگ "رخ می دهد. از این رو "محدوده pH" منتشر شده از یک شاخص می تواند با دامنه های پیش بینی شده ما که در بالا محاسبه شده است متفاوت باشد.

مقادیر محاسبه شده ما را مقایسه کنید (PK_In± 1) با مقادیر منتشر شده برای محدوده pH شاخص های نشان داده شده در جدول زیر:

نام نشانگر	دامنه pH پیش بینی شده (kIn± 1)	رنگ pH کم	محدوده pH منتشر شده (فاصله تغییر رنگ)	رنگ pH بالا
متیل پرتقال	± 1 ± 1 (2. 4 - 4. 4)	PH< 3.1	3. 1 - 4. 4	pH >4. 4
برموفنول آبی	1 3. 8 ± (2. 8 - 4. 8)	PH< 3.0	3. 0 - 4. 6	pH >4. 6
متیل قرمز	4. 9 ± 1 (3. 9 - 5. 9)	PH< 4.4	4. 4 - 6. 2	pH >6. 2
کلروفنول قرمز	6. 0 ± 1 (5. 0-7. 0)	PH< 5.2	5. 2 - 6. 8	pH >6. 8
برموتیمول آبی	7. 1 ± 1 (6. 1 - 8. 1)	PH< 6.2	6. 2 - 7. 6	pH >7. 6
فنل فتالین	9. 4 ± 1 (8. 4 - 10. 4)	PH< 8.3	8. 3 - 10. 0	pH >10. 0
تیمولفالین	10. 0 ± 1 (9. 0 - 11. 0)	PH< 9.4	9. 4 - 10. 6	pH >10. 6
alizarin yellow r	11. 2 ± 1 (10. 2 - 12. 2)	PH< 10.0	10. 0 - 12. 0	pH >12. 0

به طور کلی ، دامنه pH پیش بینی شده 2 واحد pH است اما نتایج منتشر شده برای دامنه pH از این کوچکتر است. چند نمونه در زیر آورده شده است:

متیل قرمز: منتشر شده 3. 1 تا 4. 4 (فاصله کل 1. 3 واحد pH)

Bromophenol Blue: منتشر شده 3. 0 تا 4. 6 (فاصله کل 1. 6 واحد pH)

وقتی صحبت از پاسخ به سؤالات در امتحان می شود ، از اطلاعاتی که ارائه می دهید استفاده کنید. اگر به شما یک جدول مقادیر برای شاخص های اسید پایه برای "رنگ pH کم" ، "رنگ pH بالا" و دامنه pH برای تغییر رنگ داده می شود ، سپس از محدوده pH که به شما داده می شود استفاده کنید تا به این سؤال پاسخ دهید. اگر جدول به شما k می دهد_In(یا PK_In) و "رنگ pH پایین" و "رنگ pH بالا" از شاخص ، پس از آن نیاز به محاسبه دامنه pH دارید (دامنه pH = PK_In± 1)

حل مسئله: نقطه پایان نشانگر اسید پایه

سؤال: کریس شیمیدان دارای بطری قطره ای از Bromo-Cresol Purple است. کریس با یک جدول از مقادیر شاخص اسید پایه مشورت می کند و اطلاعات زیر را پیدا می کند:

نام نشانگر	رنگ pH کم	رنگ pH بالا	KIn(25 درجه سانتیگراد)
بنفش	زرد	رنگ بنفش	7. 9 × 1 0-7

قبل از اینکه این شاخص در یک تیتراسیون اسید پایه استفاده شود ، کریس باید دامنه pH خود را (یا فاصله تغییر رنگ) بشناسد.

دامنه pH بنفش برمو-کری را تعیین کنید.

(با استفاده از رویکرد Stopgops برای حل مسئله)

دامنه pH (Bromo-Cresol Purple) =؟

مکث مکث برای تهیه یک برنامه بازی (1) در این سؤال به چه اطلاعاتی (داده) داده شده است؟

(2) رابطه بین آنچه می دانید و چه چیزی برای یافتن آن نیاز دارید چیست؟

(ب) دامنه pH: pH = pk_In ±1

GO با برنامه بازی بروید

(ب) دامنه pH: pH = pk_In1 ± 1 ± 1 ± 1

دامنه pH 5. 1 - 7. 1 است

مکث مکث برای تعمق قابل قبول آیا به این سوال پاسخ داده اید؟

بله ، ما دامنه pH (فاصله تغییر رنگ) برمو کریسول بنفش را تعیین کرده ایم.

آیا پاسخ شما قابل قبول است؟

به عقب کار کنید: اگر رنگ میانی در محلول با pH = 6. 1 تولید شود ، K چیست_Inاز شاخص؟

pH (رنگ میانه) = PK_In= 6. 1

از آنجا که این با اطلاعات ارائه شده در سؤال موافقت می کند ، ما به طور منطقی اطمینان داریم که پاسخ ما قابل قبول است.

متوقف کردن متوقف کردن! راه حل را بیان کنید

دامنه pH 5. 1 - 7. 1 است

. انواع دیگری از شاخص های مورد استفاده در شیمی ، مانند شاخص های ردوکس و شاخص های جذب وجود دارد ، بنابراین ایده خوبی نیست که هنگام مراجعه به شاخص های اسید پایه ، "شاخص اسید پایه" را به "شاخص" اختصاص دهید.

(2) این بر اساس اولین نظریه مفید رفتار شاخص اسید-باز است که توسط W. Ostwald در سال 1891 پیشنهاد شد. این نظریه بیان می کند که شاخص های اسید-باز اسیدهای آلی ضعیف (HIn) یا بازها (InOH) هستند. مولکول های تفکیک نشده اسید (HIn) یا باز (InOH) رنگ متفاوتی با رنگ یون های مربوطه In-و In + دارند. برای اسید ضعیفی که به عنوان نشانگر اسید-باز عمل می کند: HIn ⇋ H + + In - (که در این آموزش در مورد آن صحبت خواهیم کرد) برای یک باز ضعیف که به عنوان نشانگر اسید-باز عمل می کند: InOH ⇋ In + + O H-توجه داشته باشید که اگر نشانگر اسید-باز یک بی آبی (In) مانند یک آمین آزاد یا یک آمین جایگزین باشد، آنگاه با آب هیدرولیز می شود تا Hin + تولید شود و معادله نشان دهنده این واکنش است: در (aq) + H.₂O (l) ⇋ Hin + (aq) + OH - (aq)

(3) به طور دقیق، ترجیح داده می شود یک زیرنویس اضافی اضافه شود تا نشان دهد که آیا نشانگر به عنوان یک اسید ضعیف عمل می کند (K_{در یک}) یا یک پایه ضعیف (K_Inb). برای نشانگرهای اسید-باز که اسیدهای ضعیف هستند: K_{در یک}= [H + ][In - ]/[HIn] برای نشانگرهای باز اسیدی که بازهای ضعیف هستند: K_Inb= [OH - ][In + ]/[InOH] توجه داشته باشید که ما از فرم غلظت ساده شده این معادلات استفاده می کنیم که در آن ضرایب فعالیت را 1 فرض کرده ایم.

(4) در تئوری. اما در عمل عوامل دیگری نیز مانند قدرت یونی و شدت رنگ گونه در محلول بر تغییر رنگ تأثیر می‌گذارند که در این بحث از آنها چشم پوشی می‌کنیم.

(5) توجه داشته باشید که در اصطلاح آرنیوس، یک واکنش هیدرولیز، و فقط یک واکنش انتقال پروتون در شرایط برونستد-لوری است.

(6) خوب. معمولاً جداول مقدار pK را می دهند_Inبه جای ک_In

(7) بله، می توانید از تکنیک های رنگ سنجی یا طیف سنجی برای تعیین رنگ میانی استفاده کنید.