Redox-indikatorer

Redoxindikatorer ( redoxindikatorer [K 1] ) er stoffer , der bruges til at bestemme ækvivalenspunktet i redoxreaktioner .

Oftest er sådanne indikatorer organiske forbindelser, der udviser redoxegenskaber, og organometalliske , hvori, når et vist potentiale nås, ændres metallets oxidationstilstand . I begge tilfælde er ændringer i strukturen ledsaget af en ændring i forbindelsens farve.

Klassifikation

Afhængigt af typen af interaktion skelnes der mellem indikatorer:

generelt - ændre deres farve i overensstemmelse med potentialet og uanset arten af stofferne i opløsning (for eksempel diphenylamin , methylenblåt );
specifik - giver kun en reaktion med visse forbindelser ( stivelse er en indikator for jod , thiocyanationer - for Fe 3+ kationen ).

Afhængigt af farveovergangsskemaet er indikatorerne opdelt i:

monokromatisk - en form har en farve, den anden er farveløs;
to-farve - begge former har deres egne farver.

De anvendte indikatorer skal opfylde kravene i:

opløses godt i vand, syrer og andre typiske titreringsmedier ;
være modstandsdygtig over for lys, luft, andre komponenter i opløsning og stabil under langtidsopbevaring;
farverne på de oxiderede og reducerede former skal være tydeligt forskellige;
det potentielle interval, hvor overgangen mellem former sker, skal være snævert og svare til et spring på titreringskurven ;
farven skal ændre sig hurtigt, og responsen skal være fuldstændig reversibel, ikke bære indflydelsen af uvedkommende reaktioner;
farveændringen på opløsningen ved slutpunktet af titreringen skal være klar selv med den mindste mængde tilsat indikator.

Reaktionens forløb

Det generelle skema for indikatorhandlingen er den omvendte reaktion af reduktionen af dens oxiderede form:

Ind ox + n e - ⇌ Ind rød

Nogle gange foregår interaktionen også med deltagelse af H + ioner :

Ind ox + n e - + x H + ⇌ Ind rød ; ( x kan antage både positive og negative værdier).

Denne reaktion påvirker ikke indikatorernes adfærd, men den forårsager et ekstra forbrug af titrant .

Generelt er potentialet for den indikator, der deltager i interaktionen, beskrevet af Nernst-ligningen :

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

, hvor E 0 okse/rød er standardpotentialet for et givet par af figurer, hvilket svarer til betingelsen [Ind ox ]=[Ind red ]

Det menes, at farveovergangen er mærkbar med en tidoblet overvægt af en form over en anden. I dette tilfælde vil faktorerne i ligningen have formen og , som er lig med henholdsvis 1 og -1. Fra denne antagelse følger definitionen af intervallet for farveovergang for pT-indikatoren: $\mathrm{ lg\frac{10}{1}}$ $\mathrm{ lg\frac{1}{10}}$

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

For eksempel ændrer diphenylamin , som har et standardpotentiale på 0,76 V og laver en overgang med deltagelse af to elektroner , farve i området 0,76 ± 0,03 V. Ved værdier mindre end 0,73 V er det farveløst, kl. værdier større end 0,79 dominerer den violette form. I området 0,73-0,79 V ændres farven gradvist.

Fejl ved brug af indikatorer

Når du bruger redoxindikatorer, skiller tre fejl sig ud:

kemisk - fraværet af sammenfald af slutpunktet for titrering (øjeblikket for farveændring) med det reelle ækvivalenspunkt. Ændringsmomentet bestemmes af indikatorens potentiale, som kan påvirkes af mediets pH og opløsningens ionstyrke , derfor f.eks. hvis pH-værdien ændrer sig meget under bestemmelsen, farvemomentet. ændringen falder muligvis ikke sammen med springet på titreringskurven og forårsager forvrængning af resultaterne;
visuel - det menneskelige øjes manglende evne til nøjagtigt at skelne farveændringer;
indikator - forbruget af en ekstra mængde titrant til interaktion med indikatoren.

Fælles indikatorer

Indikator	Form farve		Standard krydspotentiale, V [K 2]
Indikator	Indox _	Ind rød	Standard krydspotentiale, V [K 2]
Neutral rød	rød	farveløs	0,24
methylenblåt	blå	farveløs	0,53
Diphenylamin	violet	farveløs	0,76
Diphenylbenzidin	violet	farveløs	0,76
Diphenylaminsulfonsyre	rød-violet	farveløs	0,85
para -Phenylantranilsyre	rød-violet	farveløs	1.08
Ferroin	blå	rød	1.06
Ruthenium tris-(2,2'-dipyridylat)	farveløs	gul	1,33

Se også

Kommentarer

↑ Udtrykket redox kommer fra engelsk. redox : reduktion - reduktion og oxidation - oxidation.
↑ Ved [H + ] = 1 mol/l (pH = 0).

Litteratur

Piskareva S.K. og andre. Analytisk kemi . — Udgave 2. - M . : Højere Skole, 1994. - S. 296 -297. — ISBN 5-06-002179-3 .
Analytisk kemi. Kemiske analysemetoder / Red. O. M. Petrokhina. - M .: Chemistry, 1992. - S. 289-290. — ISBN 5-7245-0640-8 .
Zharovsky F. G., Pilipenko A. T., P'yatnitsky I. B. Analytisk kemi. - 2. - K . : Vishcha skole, 1982. - S. 429-431.
Biskop, E. Indikatorer / Pr. fra engelsk. udg. I. N. Marova. - M . : Mir, 1976. - T. 2. - S. 146-162.