Sa iba't ibang mga organikong sangkap, may mga espesyal na compound na nailalarawan sa pamamagitan ng mga pagbabago sa kulay sa iba't ibang kapaligiran. Bago ang pagdating ng modernong elektronikong pH meter, ang mga tagapagpahiwatig ay kailangang-kailangan na "mga tool" para sa pagtukoy ng mga tagapagpahiwatig ng acid-base ng kapaligiran, at patuloy na ginagamit sa pagsasanay sa laboratoryo bilang mga pantulong na sangkap sa analytical chemistry, at gayundin sa kawalan ng kinakailangang kagamitan..
Para saan ang mga indicator?
Sa una, ang pag-aari ng mga compound na ito upang baguhin ang kulay sa iba't ibang media ay malawakang ginamit upang biswal na matukoy ang mga katangian ng acid-base ng mga sangkap sa solusyon, na nakatulong upang matukoy hindi lamang ang likas na katangian ng medium, kundi pati na rin upang gumuhit isang konklusyon tungkol sa mga resultang produkto ng reaksyon. Ang mga solusyon sa tagapagpahiwatig ay patuloy na ginagamit sa pagsasanay sa laboratoryo upang matukoy ang konsentrasyon ng mga sangkap sa pamamagitan ng titration at nagpapahintulot sa iyo na matutunan kung paano gumamit ng mga improvised na pamamaraan para sa kakulangan ngmodernong pH meter.
Mayroong ilang dose-dosenang mga naturang substance, na ang bawat isa ay sensitibo sa isang medyo makitid na lugar: kadalasan hindi ito lalampas sa 3 puntos sa antas ng pagiging impormasyon. Dahil sa iba't ibang uri ng chromophores at mababang aktibidad ng mga ito sa kanilang sarili, nagawa ng mga siyentipiko na lumikha ng mga pangkalahatang indicator na malawakang ginagamit sa mga kondisyon ng laboratoryo at produksyon.
Mga pinakaginagamit na pH indicator
Kapansin-pansin na bilang karagdagan sa katangian ng pagkakakilanlan, ang mga compound na ito ay may mahusay na kakayahan sa pagtitina, na nagpapahintulot sa kanila na magamit para sa pagtitina ng mga tela sa industriya ng tela. Sa malaking bilang ng mga tagapagpahiwatig ng kulay sa kimika, ang pinakasikat at ginagamit ay ang methyl orange (methyl orange) at phenolphthalein. Karamihan sa iba pang chromophores ay kasalukuyang ginagamit na halo-halong sa isa't isa, o para sa mga partikular na synthesis at reaksyon.
Methyl orange
Maraming tina ang pinangalanan para sa kanilang mga pangunahing kulay sa isang neutral na kapaligiran, na totoo rin para sa chromophore na ito. Ang methyl orange ay isang azo dye na mayroong pangkat - N=N - sa komposisyon nito, na responsable para sa paglipat ng kulay ng indicator sa pula sa isang acidic na kapaligiran, at sa dilaw sa isang alkalina. Ang mga Azo compound mismo ay hindi matibay na base, gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga electron donor group (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 at iba pa) ay nagpapataas ng basicity ng isa sa mga nitrogen atoms,na nagiging may kakayahang mag-attach ng mga hydrogen proton ayon sa prinsipyo ng donor-acceptor. Samakatuwid, kapag binabago ang mga konsentrasyon ng H+ ions sa solusyon, maaaring maobserbahan ang pagbabago sa kulay ng acid-base indicator.
Higit pa sa paggawa ng methyl orange
Kumuha ng methyl orange sa pamamagitan ng reaksyon sa diazotization ng sulfanilic acid C6H4(SO3H)NH2 na sinusundan ng kumbinasyong may dimethylaniline C6H5N(CH3)2. Ang Sulfanilic acid ay natutunaw sa isang sodium alkali solution sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sodium nitrite NaNO 2, at pagkatapos ay pinalamig ng yelo upang maisagawa ang synthesis sa mga temperatura na mas malapit hangga't maaari sa 0°C at idinagdag ang hydrochloric acid HCl. Susunod, ang isang hiwalay na solusyon ng dimethylaniline sa HCl ay inihanda, na ibinuhos sa unang solusyon kapag pinalamig, na nakakakuha ng isang pangulay. Ito ay higit na na-alkalize, at ang mga maitim na orange na kristal ay namuo mula sa solusyon, na, pagkaraan ng ilang oras, ay sinasala at tinutuyo sa isang paliguan ng tubig.
Phenolphthalein
Nakuha ang pangalan ng chromophore na ito mula sa pagdaragdag ng mga pangalan ng dalawang reagents na kasangkot sa synthesis nito. Ang kulay ng tagapagpahiwatig ay kapansin-pansin para sa pagbabago ng kulay nito sa isang alkaline na medium na may pagkuha ng isang raspberry (pula-lila, raspberry-pula) na kulay, na nagiging walang kulay kapag ang solusyon ay malakas na alkalized. Ang phenolphthalein ay maaaring magkaroon ng iba't ibang anyo depende sa pH ng kapaligiran, at sa malakas na acidic na kapaligiran mayroon itong kulay kahel.
Ang chromophore na ito ay ginawa sa pamamagitan ng condensation ng phenol at phthalic anhydride sa pagkakaroon ng zinc chloride ZnCl2 o concentrated sulfuric acid H2 SO 4. Sa solid state, ang mga molekula ng phenolphthalein ay walang kulay na kristal.
Noon, aktibong ginamit ang phenolphthalein sa paggawa ng mga laxative, ngunit unti-unting nabawasan ang paggamit nito dahil sa mga naitatag na pinagsama-samang katangian.
Litmus
Ang indicator na ito ay isa sa mga unang reagents na ginamit sa solid media. Ang Litmus ay isang kumplikadong pinaghalong natural compound na nakukuha mula sa ilang uri ng lichens. Ginagamit ito hindi lamang bilang isang ahente ng pangkulay, kundi pati na rin bilang isang paraan upang matukoy ang pH ng daluyan. Ito ay isa sa mga unang tagapagpahiwatig na nagsimulang gamitin ng tao sa kemikal na kasanayan: ginagamit ito sa anyo ng mga may tubig na solusyon o mga piraso ng filter na papel na pinapagbinhi nito. Ang litmus sa solid state ay isang maitim na pulbos na may bahagyang amoy ng ammonia. Kapag natunaw sa purong tubig, ang kulay ng indicator ay nagiging purple, at kapag acidified, ito ay nagiging pula. Sa isang alkaline na medium, nagiging asul ang litmus, na ginagawang posible na gamitin ito bilang isang unibersal na indicator para sa pangkalahatang pagtukoy ng medium indicator.
Hindi posibleng tumpak na maitatag ang mekanismo at likas na katangian ng reaksyon na nangyayari kapag nagbabago ang pH sa mga istruktura ng mga bahagi ng litmus, dahil maaari itong magsama ng hanggang 15 iba't ibang compound, ang ilan sa mga itomaaaring sila ay hindi mapaghihiwalay na aktibong sangkap, na nagpapalubha sa kanilang mga indibidwal na pag-aaral ng kemikal at pisikal na mga katangian.
Universal indicator paper
Sa pag-unlad ng agham at pagdating ng mga papel na tagapagpahiwatig, ang pagtatatag ng mga tagapagpahiwatig ng kapaligiran ay naging mas simple, dahil ngayon ay hindi na kailangan na magkaroon ng mga handa na likidong reagents para sa anumang pananaliksik sa larangan, na kung saan ang mga siyentipiko at forensic na siyentipiko matagumpay pa ring nagagamit. Kaya, ang mga solusyon ay pinalitan ng mga universal indicator paper, na, dahil sa malawak na spectrum ng pagkilos ng mga ito, halos ganap na inalis ang pangangailangang gumamit ng anumang iba pang acid-base indicator.
Ang komposisyon ng mga impregnated strips ay maaaring mag-iba sa bawat tagagawa, kaya ang tinatayang listahan ng mga sangkap ay maaaring ang mga sumusunod:
- phenolphthalein (0-3, 0 at 8, 2-11);
- (di)methyl yellow (2, 9–4, 0);
- methyl orange (3, 1–4, 4);
- methyl red (4, 2–6, 2);
- bromothymol blue (6, 0–7, 8);
- α‒naphtholphthalein (7, 3–8, 7);
- thymol blue (8, 0–9, 6);
- cresolphthalein (8, 2–9, 8).
Ang packaging ay kinakailangang naglalaman ng mga pamantayan ng sukat ng kulay na nagbibigay-daan sa iyong matukoy ang pH ng medium mula 0 hanggang 12 (mga 14) na may katumpakan ng isang integer.
Bukod sa iba pang mga bagay, ang mga compound na ito ay maaaring gamitin nang magkasama sa may tubig at tubig-alcohol na solusyon, na ginagawang napakaginhawa ng paggamit ng mga naturang mixture. Gayunpaman, ang ilan sa mga sangkap na ito ay maaaring hindi natutunaw sa tubig, kaya kinakailangan itopiliin ang unibersal na organic solvent.
Dahil sa kanilang mga katangian, natagpuan ng mga acid-base indicator ang kanilang aplikasyon sa maraming larangan ng agham, at ang pagkakaiba-iba ng mga ito ay naging posible upang lumikha ng mga unibersal na mixture na sensitibo sa malawak na hanay ng mga pH indicator.
