Кислотно-основных индикаторов
Приблизительно значение рН водного раствора можно определить с помощью кислотно-основных индикаторов. Кислотно-основные индикаторы это органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности (pH). Индикаторы обычно используют, добавляя несколько капель водного или спиртового раствора к пробе исследуемого раствора. Один из первых и наиболее широко известных кислотно-основных индикаторов это лакмус- красящее вещество природного происхождения (добывается из некоторых лишайников). Водный лакмусовый настой фиолетового цвета, в кислых средах лакмус приобретает красную окраску, в щелочных- синюю. На практике используется водный раствор лакмуса и полоски бумаги, пропитанные лакмусом («лакмусовая бумага»). Подобным же образом меняют свой цвет и многие другие растительные экстракты. Так, экстракт из цветов василька или фиалки (синий цвет) становится в кислой среде красным, а в щелочной-зеленым. В настоящее время используются в основном синтетические индикаторы. Каждый индикатор изменяет свою окраску в определенном интервале рН (область или интервал перехода окраски). Широко применяются смеси индикаторов («универсальный индикатор»), позволяющие определить значение рН растворов в широком диапазоне с точностью до единиц рН, или даже десятых долей рН. Растворами таких смесей обычно пропитывают полоски бумаги («универсальная индикаторная бумага»).
Интервалы перехода окраски некоторых индикаторов
Индикатор | рН | Переход окраски |
Метиловый оранжевый | 3,1—4.0 | Красный-желтый |
Метиловый красный | 4,2—6,2 | Красный-желтый |
Лакмус | 5,0—8,0 | Красный-синий |
Бромтимоловый синий | 6,0—7,6 | Желтый-синий |
Фенолфталеин | 8,2—10,0 | Бесцветный-малиновый |
Тимолфталеин | 9,3—10,5 | Бесцветный-синий |
Ход работы:
|
1. Получите у преподавателя раствор с неизвестным значением рН и налейте по ~1мл этого раствора в шесть пробирок. В каждую пробирку добавьте несколько капель одного из индикаторов и наблюдайте за его окраской. Запишите наблюдения в таблицу и, проанализировав полученные данные, установите примерное значение рН исследуемого раствора. Сделайте вывод по опыту.
Индикатор | Окраска | Вывод |
Метиловый оранжевый | ||
Метиловый красный | ||
Лакмус | ||
Бромтимоловый синий | ||
Фенолфталеин | ||
Тимолфталеин |
2. Для более точного определения рН используйте универсальную индикаторную бумагу. Для этого с помощью пипетки нанесите 1-2 капли исследуемого раствора на полоску индикаторной бумаги и немедленно сравните ее цвет с эталонной цветовой шкалой. Запишите полученное значение рН.
3. Проверьте правильность своего вывода, узнав истинное значение рН у преподавателя. Рассчитайте абсолютную и относительную ошибку определения.
Опыт 2. Гидролиз солей
Гидролиз солей - это реакция обменного взаимодействия между водой и солью, приводящая к образованию слабого электролита. Можно выделить несколько случаев гидролиза:
l Гидролиз по аниону происходит в растворах солей, состоящих из анионов слабых кислот (CN-, CO32-, PO43- и др) и катионов сильных оснований (Na+, K+, Ca2+ и др). Реакция среды в растворе -щелочная.
l Гидролиз по катиону происходит в растворах солей, состоящих из катионов слабых оснований (NH4+, Cu2+, Fe3+ и др) и анионов сильных кислот (Cl-, SO42-, NO3- и др). Реакция среды в растворе -кислая
|
l Гидролиз по катиону и аниону одновременно характерен для солей, состоящих из катионов слабых оснований и анионов слабых кислот. Реакция среды в растворе - различная (нейтральная, кислая, щелочная), в зависимости от соотношения силы кислоты и основания, образующих соль.
Ход работы:
1. В семь пробирок налейте по ~1мл растворов нижеперечисленных солей. С помощью пипетки нанесите 1-2 капли каждого раствора на полоску универсальной индикаторной бумаги (в целях экономии одну полоску можно разделить на 2-3 части) и определите значение рН раствора. Заполните таблицу.
Соль | Формула основания, образующего соль; его сила | Формула кислоты, образующей соль; ее сила | рН (ожидаемое значение) =7; <7; >7 | рН (полученное значение) |
Карбонат калия | ||||
Ацетат натрия | ||||
Хлорид аммония | ||||
Сульфат цинка | ||||
Ацетат аммония | ||||
Карбонат аммония | ||||
Хлорид натрия |
1. Какие из исследованных солей подвергаются гидролизу? Запишите ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза. В случае ступенчатого гидролиза напишите уравнение гидролиза только по первой ступени.
2. Сделайте общий вывод о реакции среды в растворах различных солей, образованных: а) сильным основанием и слабой кислотой; б) слабым основанием и сильной кислотой; в) слабым основание и слабой кислотой; г) сильным основание и сильной кислотой.
|
Задачи для домашнего решения:
1. Рассчитайте рН раствора, полученного при растворении 2,0 г гидроксида натрия в 100 мл раствора.
2. В каком растворе и во сколько раз концентрация гидроксид-ионов больше- в растворе с рН=10,8 или в растворе с рН=6,5?
3. Как будет окрашен лакмус в водных растворах следующих солей: сульфат алюминия, фосфат натрия, сульфид аммония, хлорид бария?