Титрування з індикатором Як уже говорилося, індикатор вказує на присутність у суміші того
Одна з форм індикатора може бути і безбарвною. Звичайний чай теж індикатор. Налийте трохи чаю в білу чашку і капніть туди лимонний сік або розчиніть кілька кристаликів лимонної кислоти - в кислому середовищі чай відразу стане світлішим. Якщо ж розчинити в чаї питну соду, розчин у лужному середовищі потемніє (пити такий чай, звичайно, не слід). багато хто з них легко доступний і тому відомий не одне століття. Прикладом можуть бути відвари або екстракти пофарбованих квіток чи плодів багатьох поширених рослин. Так, яскраво-синій відвар ірису стає червоним у кислому середовищі та зелено-блакитним — у лужному. Здібністю до зміни кольору в залежності від кислотності володіють екстракти братків, тюльпанів, чорниці, ожини, малини, червоної капусти, буряків та інших рослин. наприклад, чорної смородини. Налийте в невелику баночку випробуваний розчин і додайте кілька крапель розчину індикатора. У кислих розчинах багато рослинних індикаторів мають червоний колір, а в лужних - зеленуватий або синій. Можна також спробувати за допомогою кислого розчину (оцет) і лужного (питна, а краще — пральна сода) зробити червоні або зелені (сині) написи на пелюстках різних квіток. їх про запас: розчини досить швидко псуються - скисають або пліснявіють, втрачаючи свої властивості (стійкіші спиртові розчини). Менш очевидний недолік - надто повільна, поступова зміна кольору природних індикаторів при додаванні кислоти до лужного розчинуабо навпаки. При цьому важко або навіть неможливо відрізнити, наприклад, нейтральне середовище від слабокислого або слаболужного від сильнощслочной. Тому в хімічних лабораторіях використовують синтетичні індикатори, що різко змінюють свій колір вже при невеликій зміні кислотності. Таких індикаторів відомо безліч, і кожен з них має свою сферу застосування. зміну кислотності розчину. Розчином універсального індикатора часто просочують смужки паперу, що дозволяє швидко (хоч і не особливо точно) визначати кислотність (або лужність) аналізованого розчину шляхом порівняння пофарбованої смужки з еталонною колірною шкалою. Один з найвідоміших індикаторів - лакмус. Це тверда речовина, частково розчинна у воді та спирті; його розчини дозволяють відрізняти кислотне середовище від лужного. Історія відкриття та використання лакмусу дуже повчальна з погляду розвитку хімічного експерименту. Ще в 1640 році ботаніки описали рослину Heliotropium Tiirnesole, з якої виділили барвник. Знаменитий фізик і хімік Роберт Бойль писав про нього в 1664: «Плоди цієї рослини дають сік. який при нанесенні на папір чи матерію має спочатку свіжий яскраво-зелений колір, але зненацька змінює його на пурпуровий. Якщо матеріал замочити у воді та віджати, вода забарвлюється у винний колір; такі види барвника (їх зазвичай називають "турнесоль") є у аптекарів, в бакалійних лавках і в інших місцях, які служать для забарвлення желе або інших речей, хто як хоче ».темно-ліловими квітками, став широко застосовуватися хіміками як індикатор. У кислому середовищі він червоний, у лужному – синій. Спочатку цим барвником досліджували в основному мінеральні води, а приблизно з 1670 його почали використовувати в хімічних дослідах. «Щойно вношу трохи малу кількість кислоти. — писав у 1694 голу ботанік і головний аптекар Людовіка XIV П'єр 11оме (1658—1699) про "турнесоля", — він стає червоним, тому якщо хтось хоче дізнатися, чи міститься в чомусь кислота, його можна використовувати». У 1704 році німецький вчений М. Валентин назвав цю фарбу лакмусом: це слово і залишилося у всіх європейських мовах (крім французької, якою лакмус - toiirnesol, що дослівно означає «повертається за сонцем»). Також французи називають і соняшник; до речі, «геліотроп» означає те саме, тільки по-грецьки. Незабаром виявилося, що лакмус можна видобувати і з дешевшої сировини, наприклад, з деяких видів лишайника. Зараз лакмус лише зрідка використовують у хімічних лабораторіях. Проте в сучасній українській мові слово «лакмус» закріпилося і використовується у виразах типу «Ставлення до товаришів під час важкого походу, як лакмусовий папірець, виявило характер цієї людини» тощо. Це складне органічне з'єднання, яке продається в аптеках як проносний засіб (раніше його називали пургеном). Розчини фенолфталеїну широко використовуються в хімії для розпізнавання лугів: у лужному середовищі він має яскраво-малинове забарвлення, а в нейтральних і кислих середовищах безбарвний. Фенолфталеїн досить погано розчиняється у воді; для поліпшення розчинності невелику кількість порошку розчиняють спочатку в 20-10 краплях спирту або горілки, а потім додають ще трохиводи. Використовуючи розчин фенолфталеїну як індикатор, ви можете перевірити їм розчини питної та пральної соди, мила, нашатирного спирту, різних пральних та чистячих порошків, а також інших господарських засобів, які ви знайдете. Поява малинового забарвлення свідчить про те. ЩО розчин даної речовини має лужний характер. За допомогою зазначених індикаторів ви можете провести досліди щодо кількісного визначення різних кислотних та лужних розчинів. Наприклад, якщо у вашій аптечці є слабкий розчин нашатирного спирту, спробуйте визначити його концентрацію. Для цього скористайтесь оцтом, концентрацію якого ви вже визначили. Крім того, треба знати, у яких співвідношеннях реагують ці речовини. Нашатирний спирт – це водний розчин аміаку, безбарвного газу з дуже різким запахом. Якщо аміаку у волі розчинено багато (наприклад, 25%), то такий розчин «вдаряє в ніс» і «їсть очі», з ним ми не працюватимемо. В аптечному нашатирному спирті аміаку набагато менше - приблизно 10%; його застосовують для порушення центральної нервової системи при непритомних станах. Додають нашатирний спирт і деякі засоби для миття скла. Якщо склянка з нашатирним спиртом закрита нещільно, то газоподібний аміак повільно випаровується з розчину, тож нарешті в ній залишається чиста вода. Тим більше цікаво дізнатися, наскільки міцний нашатирний спирт з вашої аптечки. Один моль аміаку (17 г) реагує з одним молем оцтової кислоти (60 г). У 100 г 10% нашатирного спирту міститься 10 г аміаку або 10 г : 17 г/моль = 0,59 моль, а в 100 і 7%-го оцту міститься 7 г оцтової кислоти або 7 г: 60 г/ моль = 0,12 моль. Таким чином, при рівних об'ємах кількість молей аміаку в 10%-му нашатирному спирті приблизно в 5 разів більше числа оцтової молейкислоти в 7%-ному оцті. Отже, при зазначеній міцності розчинів один об'єм нашатирного спирту буде повністю реагувати приблизно з 5 об'ємами оцту. Перевіримо це експериментально.
І'нс. 4.3. Електронні індикатори аналізують реакцію середовища. Табло на верхньому індикаторі показує слабокислу реакцію (рН = 5,90, приблизно таку кислотність має звичайна вода, в якій розчинений вуглекислий газ з повітря), на середньому - практично нейтральну реакцію (рН = 7,01). на нижньому - сильно-лужну (рН = 10) Накапайте в невелику склянку з безбарвного скла 30 крапель нашатирного спирту і додайте кілька крапель розчину індикатора. Якщо ви використовували розчин фенолфталеїну, рідина стане малиновою. Додайте до неї з тієї ж піпетки оцет, уважно рахуючи краплі і трохи струшуючи розчин, щоб він добре перемішався. Як тільки індикатор знебарвиться (або змінить колір, якщо це рослинний індикатор), припиніть додавання оцту: весь нашатирний спирт до цього моменту витрачено. Таку операцію хіміки називають титруванням. Запишіть, скільки крапель оцту у вас пішло на повну нейтралізацію нашатирного спирту (термін «нейтралізація» хіміки використовують, коли кажуть, що луг повністю прореагувала з кислотою або навпаки — кислота з лугом; в результаті реакції розчин втрачає їдкі властивості кислоти або лугу, стає нейтральним, звідси назва реакції). Якщо оцту пішло в 5 разів більше, тобто 150 крапель, значить нашатирний спирт дійсно 10%-ний. Якщо оцту пішло ще більше, то нашатирний спирт міцніший, а якщо менше, то слабший. Наприклад, якщо на титрування 30 крапель нашатирного спирту пішло і 20 крапель оцту, то розчин аміаку має концентрацію (120/150) • 10 % = 8 %. Якщо ж, припустимо, на титрування пішло 180крапель, то міцність нашатирного спирту дорівнює (180/150) • 10% = 12%.