Kemialliset indikaattorit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. heinäkuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Indikaattori ( latinalainen  indikaattori  - osoitin) - yhdiste, jonka avulla voit visualisoida aineen tai komponentin pitoisuuden muutoksen esimerkiksi liuoksessa titrauksen aikana tai määrittää nopeasti pH :n , eH :n ja muut parametrit.

Löytöhistoria

Happo-emäs-indikaattoreita käytetään määrittämään happojen ja emästen välisen reaktion loppuminen tai muut reaktiot, jos H + -ionit ovat mukana , sekä vesiliuosten pH:n kolorimetriseen määritykseen. Syy indikaattorin värin muutokseen on se, että protonien lisääminen tai luovuttaminen sen molekyylien kautta liittyy joidenkin kromoforiryhmien korvautumiseen toisilla tai uusien kromoforiryhmien ilmaantumiseen.

Todennäköisesti vanhin happo-emäs-indikaattori on lakmus . Lakmus tunnettiin jo muinaisessa Egyptissä ja muinaisessa Roomassa. Lakmus (sanasta gol. lakmoes) on tietyntyyppisistä jäkäläistä uutettu väriaine. Itse asiassa luonnollinen lakmus on monimutkainen seos. Sen pääkomponentit ovat: atsolitiini (C 9 H 10 NO 5 ) ja erytrolitiini (C 13 H 22 O 6 ). Lakmustia käytettiin muinaisina aikoina violettina maalina, mutta ajan myötä sen valmistusresepti katosi. Vuonna 1640 kasvitieteilijät kuvasivat heliotroopin (Heliotropium Turnesole) - tuoksuvan kasvin, jossa oli tummanvioletteja kukkia, joista eristettiin väriaine. Kemistit alkoivat käyttää tätä väriainetta yhdessä orvokkien mehun kanssa laajalti indikaattorina, joka oli punainen happamassa väliaineessa ja sininen emäksisessä väliaineessa.

Vuonna 1667 kuuluisa kemisti ja fyysikko Robert Boyle ehdotti suodatinpaperin kyllästämistä trooppisen jäkälän - lakmuksen keittimellä sekä orvokkien ja ruiskukkaiden keittämällä, mikä loi perustan indikaattoripaperin (lakmus) käytölle.

Indikaattorien soveltaminen

Indikaattorien avulla voit nopeasti ja melko tarkasti ohjata nestemäisten tai kaasumaisten väliaineiden koostumusta, seurata niiden koostumuksen muutoksia tai kemiallisen reaktion etenemistä. Useita vaatimuksia täyttäviä indikaattoreita (indikaattorin korkea valon absorptio; kontrastivärinen siirtymä; kapea värisiirtymäalue) käytetään titrauksen lopun kiinnittämiseen [1] .

Laajalti käytössä on happo-emäs-indikaattoreita , joiden laimeilla liuoksilla on kyky muuttaa väriä huomattavasti liuoksen happamuudesta riippuen [2] . Syy värinmuutokseen on muutos indikaattorimolekyylien rakenteessa happamassa ja emäksisessä ympäristössä, mikä johtaa muutokseen liuoksen absorptiospektrissä .

Kaasumaisten väliaineiden koostumuksen määrittämiseen käytetään indikaattoripapereita ja indikaattoriputkia.

Molekyylien rakenne ja indikaattorien väri

Trifenyylimetaani-indikaattorivärit

Trifenyylimetaanivärejä käytetään laajalti indikaattoreina. Substituenttien tyypistä riippuen molekyylin rakenteen muutokset johtavat laajaan valikoimaan värillisiä yhdisteitä, joista useimmat voivat toimia kemiallisina indikaattoreina.

Nimi \ Asema 2" 2 3 neljä 5 2' 3' neljä' 5'
Bromotymolinsininen SO 3 - Br Br vai niin Tavata Minä Br vai niin Tavata
Bromifenolisininen SO 3 - H Br vai niin Br H Br vai niin Br
Bromokresolin vihreä SO 3 - Minä Br vai niin Br Minä Br vai niin Br
Kresolin punainen SO 3 - H Minä vai niin H H Minä vai niin H
Fenolftaleiini CO2 - _ H H vai niin H H H vai niin H
tymolftaleiini CO2 - _ Minä H vai niin Tavata Minä H vai niin Tavata
Malakiitinvihreä H H H NMe 2 H H H NMe 2 H

Atsobentseenijohdannaiset

.

Indikaattorityypit

Yleiset happo-emäs-indikaattorit

Indikaattori Väritys/happomuoto Väritys/emäksinen muoto pH-välit
Alizariinin keltainen keltainen violetti 10.1-12.1
tymolftaleiini väritön sininen 9.4-10.6
Fenolftaleiini väritön karmiininpunainen 8,2-10,0
Kresolin punainen keltainen Tummanpunainen 7,0-8,8
Neutraali punainen punainen ruskea 6,8-8,0
Fenolipunainen keltainen punainen 6,8-8,0
Bromotymolinsininen keltainen sininen 6,0-7,6
lakmus ( atsolitiini ) punainen sininen 5,0-8,0
metyylipunainen punainen keltainen 4.4—6.2
metyylioranssi punainen keltainen 3,0-4,4
Bromifenolisininen punainen sininen 3,0-4,6
Tropeolin 00… - keltainen 1.4—3.2

Metalliset indikaattorit

Redox-indikaattorit

Redox-indikaattorit muuttavat väriä riippuen hapettavien tai pelkistysaineiden läsnäolosta liuoksessa. Difenyyliamiini on pelkistetyssä muodossa väritöntä, muttahapettuneessa tilassa purppuraa . Metyleenisininen (sininen) on myös väritöntä pelkistetyssä muodossa ja sininen hapettuneessa tilassa.

Jotkut kirkkaanväriset aineet voivat itse toimia indikaattorina. Esimerkiksi raudan (II) permanganometrisessa määrityksessä

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 \u003d 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

titrauksen aikana lisätty permanganaattiliuos muuttuu värittömäksi, kunnes kaikki testiliuoksessa olevat Fe 2+ -ionit ovat hapettuneet. Ekvivalenssipisteen määrää liuoksen vaaleanpunainen väri, joka johtuu permanganaattianionien ylimäärästä.

Kinhydroni on myös redox-indikaattori. Se on kinonin ja hydrokinonin seos.

Adsorptioindikaattorit

Tärkkelys

Lämpöilmaisimet

Koboltti(II)kloridilla kostutettua paperia voidaan käyttää lämpöindikaattorina . Kuumennettaessa kiteinen hydraatti menettää sitoutuneen veden ja muuttaa väriä peräkkäin vaaleanpunaisesta punaiseen, violettiin ja siniseen värittömäksi.

Kemialliset kosteusindikaattorit

Kasvipigmentit

Pigmentit ovat kasvisoluissa ja kudoksissa olevia orgaanisia yhdisteitä, jotka värjäävät niitä. Pigmentit sijaitsevat kloroplasteissa ja kromoplasteissa.

Kasvimaailmassa tunnetaan noin 2 tuhatta pigmenttiä. Pysyvimmät ovat 150. Jotkut niistä on esitetty taulukossa. Pigmentit kerääntyvät pääasiassa kasvien juuriin, kukkaan, hedelmänkuoreen ja lehtiin.

Kasvipigmenttien yleinen nimi on bioflavonoidit. Nämä ovat fenolisia yhdisteitä, kasvien jätetuotteita. Useimmat liukenevat hyvin veteen, eivät liukene etyylieetteriin, kloroformiin ja bentseeniin. Erityisen runsaasti niistä ovat teelehdet, tattarin kukat ja lehdet, japanilainen Sophora, sitrushedelmät, villiruusu ja aronia (nämä kasvit toimivat raaka-aineina lääkkeiden valmistuksessa). Huomattavia määriä löytyy myös punapippurista, mustaherukasta, mansikoista, vadelmista, kirsikoista, tyrnistä, joistakin omenalajikkeista, luumuista ja viinirypäleistä. Monet bioflavonoidit antavat väriä kasvien kukille ja hedelmille.

Kaikki pigmentit voidaan jakaa kolmeen ryhmään - klorofyllit, karotenoidit, antosyaanit.

Klorofylli määrittää lehtien vihreän värin. Ilman tätä smaragdipigmenttiä elämä planeetalla on mahdotonta, koska se suorittaa fotosynteesiä. Klorofyllin kumppaneita ovat karotenoidit, jotka määrittävät keltaisen, oranssin ja punaisen värin. Joten keltaiset maissinjyvät, mandariinin appelsiinin kuoret ja punaiset ruusunmarjat ovat värinsä velkaa karotenoideille. Kolmas pigmenttiryhmä on antosyaanit, jotka määrittävät lähes kaikki kasvien värit - oranssista ja punaisesta siniseen. Erityisen kiinnostavia ovat kolmannen ryhmän pigmentit - antosyaanit, joilla on hyvät indikaattoriominaisuudet.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Analyyttisen kemian perusteet, 2004 .
  2. ↑ Indikaattori // Kazakstan. Kansallinen tietosanakirja . - Almaty: Kazakstanin tietosanakirjat , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 .  (CC BY SA 3.0)

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa