Indicatori redox

Indicatorii redox ( indicatorii redox [K 1] ) sunt substanțe care sunt utilizate pentru a determina punctul de echivalență în reacțiile redox .

Cel mai adesea, astfel de indicatori sunt compuși organici care prezintă proprietăți redox și organometalici , în care, la atingerea unui anumit potențial , starea de oxidare a metalului se modifică . În ambele cazuri, modificările structurii sunt însoțite de o schimbare a culorii compusului.

Clasificare

În funcție de tipul de interacțiune, se disting indicatorii:

general - își schimbă culoarea în funcție de potențial și indiferent de natura substanțelor în soluție (de exemplu, difenilamină , albastru de metilen );
specific - dați o reacție numai cu anumiți compuși ( amidonul este un indicator pentru iod , ioni tiocianat - pentru cationul Fe 3+ ).

În funcție de schema de tranziție a culorilor, indicatorii sunt împărțiți în:

monocromatic - o formă are o culoare, cealaltă este incoloră;
bicolor - ambele forme au propriile lor culori.

Indicatorii utilizați trebuie să îndeplinească cerințele:

se dizolvă bine în apă, acizi și alte medii tipice de titrare ;
să fie rezistent la lumină, aer, alte componente în soluție și stabil în timpul depozitării pe termen lung;
culorile formelor oxidate și reduse ar trebui să fie clar diferite;
intervalul potențial la care se produce tranziția dintre forme trebuie să fie îngust și să corespundă unui salt pe curba de titrare ;
culoarea ar trebui să se schimbe rapid, iar răspunsul ar trebui să fie complet reversibil, să nu suporte influența reacțiilor străine;
schimbarea culorii soluției la punctul final al titrarii trebuie să fie clară chiar și cu cea mai mică cantitate de indicator adăugat.

Cursul reacției

Schema generală a acțiunii indicatorului este reacția inversă a reducerii formei sale oxidate:

Ind ox + n e - ⇌ Ind roșu

Uneori, interacțiunea are loc și cu participarea ionilor H + :

Ind ox + n e - + x H + ⇌ Ind roșu ; ( x poate lua atât valori pozitive, cât și negative).

Această reacție nu afectează comportamentul indicatorilor, dar provoacă un consum suplimentar de titrant .

În general, potențialul indicatorului care participă la interacțiune este descris de ecuația Nernst :

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

, unde E 0 ox/red este potențialul standard pentru o pereche dată de forme, care corespunde condiției [Ind ox ]=[Ind red ]

Se crede că tranziția de culoare este vizibilă cu o predominanță de zece ori a unei forme față de alta. În acest caz, factorii din ecuație vor lua forma și , care este egal cu 1 și, respectiv, -1. Din această ipoteză rezultă definiția intervalului de tranziție de culoare a indicatorului pT: $\mathrm{ lg\frac{10}{1}}$ $\mathrm{ lg\frac{1}{10}}$

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

De exemplu, difenilamina , care are un potențial standard de 0,76 V și face o tranziție cu participarea a doi electroni , își schimbă culoarea în intervalul 0,76 ± 0,03 V. La valori mai mici decât 0,73 V, este incoloră, la valori mai mari de 0,79 predomină forma violetă. În intervalul 0,73-0,79 V, culoarea se schimbă treptat.

Erori la utilizarea indicatorilor

Când folosiți indicatorii redox, ies în evidență trei erori:

chimic - absența coincidenței punctului final de titrare (momentul schimbării culorii) cu punctul real de echivalență. Momentul schimbării este determinat de potențialul indicatorului, care poate fi influențat de pH -ul mediului și tăria ionică a soluției, prin urmare, de exemplu, dacă valoarea pH-ului se modifică foarte mult în timpul determinării, momentul culorii modificarea poate să nu coincidă cu saltul pe curba de titrare și să provoace distorsiuni ale rezultatelor;
vizual - incapacitatea ochiului uman de a distinge cu precizie modificările de culoare;
indicator - consumul unei cantități suplimentare de titrant pentru interacțiunea cu indicatorul.

Indicatori comuni

Indicator	Culoarea formei		Potențial de joncțiune standard , V [K 2]
Indicator	Indox _	Ind roșu	Potențial de joncțiune standard , V [K 2]
Roșu neutru	roșu	incolor	0,24
albastru de metil	albastru	incolor	0,53
Difenilamină	violet	incolor	0,76
Difenilbenzidină	violet	incolor	0,76
Acid difenilaminsulfonic	roșu-violet	incolor	0,85
para -Acidul fenilatranilic	roșu-violet	incolor	1.08
Feroină	albastru	roșu	1.06
Tris-(2,2'-dipiridilat de ruteniu)	incolor	galben	1.33

Vezi și

Comentarii

↑ Termenul redox provine din engleză. redox : reducere - reducere și oxidare - oxidare.
↑ La [H + ] = 1 mol/l (pH = 0).

Literatură

Piskareva S.K. și alții.Chimie analitică . — Ediția a II-a. - M . : Liceu, 1994. - S. 296 -297. — ISBN 5-06-002179-3 .
Chimie analitică. Metode chimice de analiză / Ed. O. M. Petrukhina. - M. : Chimie, 1992. - S. 289-290. — ISBN 5-7245-0640-8 .
Zharovsky F.G., Pilipenko A.T., P'yatnitsky I. B. Chimie Analitică. - al 2-lea. - K . : Şcoala Vishcha, 1982. - S. 429-431.
Bishop, E. Indicatori / Per. din engleza. ed. I. N. Marova. - M . : Mir, 1976. - T. 2. - S. 146-162.