Pufry a titrace
Přihlásit se
Pufry a titrace (15/17) · 7:10

Titrační křivky a acidobazické indikátory Jako acidobazických indikátorů lze použít celé spektrum chemických látek. Zde si ukážeme, jak se liší a který se kdy hodí použít.

Navazuje na Kyseliny a zásady.
Teď, když jsme se detailně podívali na titrační křivky, podívejme se jak bychom mohli použít acidobazický indikátor, abychom našli bod ekvivalence. Takže, indikátor změní barvu v konkrétním rozmezí pH. Například methylová červeň je indikátor, který mění barvu z červené na žlutou v rozmezí pH 4,4 až 6,2. Mohli bychom tedy říct, že jde přibližně o rozmezí pH od 4 do 6. Bromthymolová modř je indikátor, který mění barvu ze žluté na modrou zhruba v rozmezí pH od 6 do 7,6. Přibližně tedy mezi pH 6 a 8. Fenolftalein je bezbarvý indikátor, který se zbarvuje růžově až tmavě fialově, v rozmezí pH od 8,2 až 10. Přibližně tedy mezi pH 8 až 10. Zpátky k titračním křivkám a podívejme se, jaké indikátory bychom mohli použít. Začneme s křivkou vlevo nahoře. Tohle byla titrační křivka pro titraci silné kyseliny silnou zásadou. V bodě ekvivalence je pH 7. Tak přesně tady by bylo pH 7. Takže tohle by byl náš bod ekvivalence. Když se tedy podíváme tady dolů. V příkladě který jsme vypočítali, bylo potřeba 20 mililitrů silné zásady pro dosažení bodu ekvivalence. Když tedy titrujeme silnou kyselinu silnou zásadou, v bodě ekvivalence je pH přesně 7. Zapřemýšlejme tedy, jaký acidobazický indikátor bychom mohli použít pro tuto titraci. Chceme vybrat indikátor, který mění barvu v rozmezí co nejblíže tomuto bodu ekvivalence. Například brothymolová modř mění barvu v rozmezí pH 6 až 8 Při hodnotě pH 6 je brothymolová modř žlutá. Tudíž přesně zde, by byla žlutá a dál by začala měnit barvu do modra. Možná by byla i trochu zelená. Změnu barvy vidíme tedy v tomto rozmezí. Proto by byla bromthymolová modř dobrým acidobazickým indikátorem pro použití v této titraci. Když je toto modré zbarvení trvalé, dosáhli jsme konečného bodu titrace. Ten se nám také dost přesně shoduje s bodem ekvivalence. Tohle je dobrá možnost, jak přibližně určit bod ekvivalence. U titrací silných kyselin a zásad máme opravdu velice strmou titrační křivku přibližně od pH 4... Změním si na to barvičku. ...přibližně od pH 4 do hodnoty pH 10. Mohli jsme také použít oba dva další acidobazické indikátory. Mohli jsme použít methylovou červeň, protože methylová červeň mění barvu z červené na žlutou v rozmezí hodnot pH 4 až 6. To nám bohatě stačí, abychom mohli přibližně určit bod ekvivalence. Nebo bychom mohli použít fenolftalein, protože fenolftalein zfialoví v rozsahu hodnot pH od 8 do 10. Díky tomu, že tato titrační křivka je velice strmá, můžeme použít kterýkoliv ze tří acidobazických indikátotrů k nalezení bodu ekvivalence naší titrace. Dále se podívejme na titrační křivku titrace slabé kyseliny silnou zásadou. To je tento přiklad. Začínáme se slabou kyselinou. v našem příkladě jsme použili kyselinou octovou a k té jsme přidávali silnou zásadu, hydroxid sodný. Hodnota pH v bodě ekvivalence je větší než 7. Takže tedy pH bylo větší než 7. V našem případě se blížilo 9. Zhruba tedy zde, kousek pod pH 9. To je pH v našem bodě ekvivalence. A spotřebovali jsme 200 mililitrů silné zásady, abychom tohoto bodu dosáhli. Důvod, proč je pH v bodě ekvivalence této titrace větší než 7 je, že ve chvíli, kdy se zneutralizovala veškerá slabá kyselina, zbude nám konjugovaná báze k této slabé kyselině. Konjugovaná báze reaguje s vodou a zvyšuje koncentraci hydroxidových aniontů v roztoku. Z tohoto důvodu je pak pH větší než 7. Můžete se znovu podívat na video o této titraci, pokud chcete vidět detailní provedení výpočtů. Pro titraci slabé kyseliny silnou zásadou, kde pH bodu ekvivalence je větší než 7, Musíme vybrat acidobazický indikátor, který mění barvu při vyšším pH, nežli 7. V našem případě, by byl velice výhodný fenotftalein, protože mění barvu v rozsahu pH od 8 do 10. Přesně tedy v tomto rozmezí, bychom viděli zabarvení bezbarvého roztoku do růžova a následně až do fialova. Přesně v tomto bodě bychom ukončili naši titraci, čímž bychom dobře určili přibližnou hodnotu bodu ekvivalence. Zde by bylo úplně k ničemu použít například methylovou červeň protože ta mění barvu v rozmezí od 4 do 6. A jak vidíte, tato změna by se na naší titrační křivce nacházela v těchto místech. Methylová červeň by byla tedy červená a pak by v těchto místech začala měnit barvu do žluté Celá změna by tedy proběhla zde, tudíž bychom úplně minuli bod ekvivalence. Byl by to značně nevhodný acidobazický indikátor pro tuto titraci. Takže tady methylovou červeň nemůžeme použít. Na konec se podívejme na titrační křivku titrace slabé zásady silnou kyselinou. Začínáme se slabou zásadou. Proto je naše počáteční pH zásadité před tím, než začneme přidávat kyselinu. V tomto případě je pH v bodě ekvivalence menší než 7. Takže pH v bodě ekvivalence je menší než 7. To proto, že když zreagovala veškerá slabá zásada se silnou kyselinou, protonuje se slabá zásada. V našem případě jsme použili NH₃, amoniak. Když se protonuje slabá zásada, zůstane nám NH₄⁺ kation, který je kyselý. V bodě ekvivalence máme tedy amonný kation (NH₄⁺), Který je donorem protonu vodě. a když se zvýší koncentrace H₃O⁺ kationtů v rozotoku, pH v bodě ekvivalence bude menší než 7. Podívejte se na předešlá videa, pokud chcete vidět přesné výpočty. pH bude tedy menší než 7. V našem případě bude o trochu větší než 5. Přesně tady, by se nacházel bod ekvivalence. Pokud přemýšlíte, jaký acidobazický indikátor použít, chcete použít takový, který mění barvu při pH menším než 7. Methylová červeň by byla v tomto případě velice výhodná. Methylová červeň by byla žlutá při hodnotě pH 6. Posléze by v těchto místech změnila barvu do červené. Ve chvíli kdy vidíte změnu barvy indikátoru, by byl konečný bod naší titrace. Toto by byl dobrý způsob, jak určit bod ekvivalnce. Bylo by k ničemu použít například fenolftalein, protože ten by změnil barvu až zde. Při pH 10 by byl růžový nebo fialový a pak by začal měnit barvu v těchto místech a nakonec by se celý odbarvil. A tak kdyby změnil barvu už zde, úplně bychom minuli bod ekvivalence. Fenolftalein by tady nefungoval. Methylová červeň by byla nejlepší volba.
video