شناساگرهای تیتراسیون

معرف یا شناساگر و یا اندیکاتور (Indicator) در روش های تیتراسیون از جمله مواد ضروری هستند و انتخاب صحیح آن نقش مهمی در نتایج تیتراسیون دارد. شناساگرهای تیتراسیون  معمولا  اسید و باز هستند که با تغییر رنگ، نقطه پایانی تیتراسیون را نشان می دهند. توجه کنید که نقطه پایانی و نقطه هم ارزی دقیقاً یکسان نیستند زیرا نقطه هم ارزی توسط استوکیومتری واکنش تعیین می شود در حالی که نقطه پایانی فقط تغییر رنگ از نشانگر است. بنابراین ، انتخاب دقیق اندیکاتور باعث کاهش خطای نشانگر می شود.

شکل 1 سه شناساگر متداول تیتراسیون شامل فنل فتالئین سرخ متیل و لیتموس یا تورنسل و بازه تغییر رنگ آنها را نشان می دهد.

انواع شناساگرهای تیتراسیون-فهرست شناساگرها و روش تهیه اواع شناساگر-آنالیوم
شکل 1- سه شناساگر متداول تیتراسیون و بازه تغییر رنگ آنها

 

اندیکاتور یا شناساگرهای تیتراسیون اسید – باز یا یک اسید ضعیف یا باز ضعیف هستند که با تغییر غلظت یون های هیدروژن (+H) یا هیدروکسید (OH) در محلول آبی تغییر رنگ نشان می دهند. شاخص های اسید باز اغلب در تیتراسیون برای شناسایی نقطه پایانی واکنش اسید باز استفاده می شود. آنها همچنین برای اندازه گیری مقادیر pH و برای نمایش های جالب تغییر رنگ در رنگ استفاده می شوند.

مکانیسم عمل شناساگرهای تیتراسیون اسید – باز

اگر شناساگر اسید ضعیفی باشد، اسید و پایه مزدوج آن رنگ های مختلفی دارند. اگر شناساگر یک پایه ضعیف باشد، پایه و اسید مزدوج آن رنگ های مختلفی را نشان می دهد.

برای یک شاخص اسید ضعیف با فرمول جنس HIn ، با توجه به معادله شیمیایی تعادل در محلول حاصل می شود:

HIn(aq) + H2O (l) ↔ In(aq) + H3O+ (aq)

 HIn(aq) اسیدی است که رنگ متفاوتی با پایه In(aq)  دارد. وقتی PH کم است، غلظت یون هیدرونیوم  +H3O زیاد است و تعادل به سمت چپ است و باعث تولید رنگ A می شود. در PH بالا ، غلظت  +H3O کم است، بنابراین تعادل به سمت راست معادله تمایل دارد و رنگ B نمایش داده می شود.

یک نمونه از شاخص اسید ضعیف، فنل فتالئین است که به عنوان یک اسید ضعیف بی رنگ است اما در آب جدا می شود و یک آنیون سرخابی یا بنفش قرمز ایجاد می کند. در یک محلول اسیدی ، تعادل به سمت چپ است ، بنابراین محلول بی رنگ است (آنیون سرخابی بسیار کمی قابل مشاهده است) ، اما با افزایش PH ، تعادل به سمت راست تغییر می کند و رنگ سرخابی قابل مشاهده است.

ثابت تعادل برای واکنش را می توان با استفاده از معادله تعیین کرد:

K In = [H3O+] [In] / [HIn]

که در آن KIn ثابت تفکیک اندیکاتور است. تغییر رنگ در جایی اتفاق می افتد که غلظت اسید و باز آنیون برابر باشد:

[HIn] = [In]

که نقطه ای است که نیمی از اندیکاتور به صورت اسیدی است و نیمی دیگر نیز پایه مخلوط آن است.

جدول 1- فهرست انواع معرف ها یا شناساگرهای تیتراسیون اسید-باز به همراه تغییرات pH دامنه تغییر رنگ و روش تهیه هر شناساگر را نشان می دهد.

 نکات استفاده از شناساگرهای تیتراسیون یا اسید و باز:

  • شناساگرهای تیتراسیون یا اسید باز، مواد شیمیایی هستند که برای تعیین اسیدی، خنثی یا قلیایی بودن محلول آبی استفاده می شوند. از آنجا که اسیدیته و قلیائیت با pH ارتباط دارند، ممکن است به عنوان شاخص های PH نیز شناخته شوند.
  • نمونه هایی از شناساگرهای تیتراسیونی یا اندیکاتورهای اسید باز شامل کاغذ لیتوس، فنل فتالئین و آب کلم قرمز است.
  • شناساگرهای اسید باز یک اسید ضعیف یا باز ضعیف است که در آب تجزیه می شود تا اسید ضعیف و پایه مزدوج آن را بدست آورد یا در غیر این صورت باز ضعیف و اسید مزدوج آن است. گونه و مزدوج آن دارای رنگهای مختلف است.
  • نقطه ای که نشانگر در آن تغییر رنگ می دهد برای هر ماده شیمیایی متفاوت است. یک محدوده pH وجود دارد که نشانگر روی آن مفید است. بنابراین، شناساگری که ممکن است برای یک محلول مناسب باشد ، ممکن است انتخاب ضعیفی برای آزمایش محلول دیگر باشد
  • برخی از شناساگر ها در واقع نمی توانند اسیدها یا بازها را شناسایی کنند، اما فقط می توانند PH تقریبی یک اسید یا باز را به شما بگویند. به عنوان مثال ، متیل نارنج فقط در PH اسیدی کار می کند. این یک رنگ بالاتر از یک pH خاص (اسیدی) و همچنین در مقادیر خنثی و قلیایی خواهد بود.

 

جدول 1- فهرست انواع معرف ها یا شناساگرهای اسید-باز به همراه تغییرات pH دامنه تغییر رنگ و روش تهیه هر شناساگر

معرف نام متداول  تغییر رنگ تغییرات pH روش تهیه
Methyl Violet متیل بنفش زرد به آبی 0.0 – 1.6 0.01-0.05% در آب
Crystal Violet زرد به آبی 0.0 – 1.8 0.02% در آب
Ethyl Violet زرد به آبی 0.0 – 2.4 ا گرم در ml 50 آب + ml 50 متانول
Malachite Green مالاشیت سبز زرد به سبز-آبی 0.2 – 1.8 آب
Methyl Green زرد به آبی 0.2 – 1.8 0.1% در آب
2- (p-dimethyl amino phenylazo) زرد به آبی 0.2 – 1.8 0.1% در اتانول
pyridine قرمز به زرد 4.4 – 5.6
o – Cresol sulfonephthalein زرد به قرمز 0.4 – 1.8 0.1 گرم در ml26.2 NaOH 0.01 مولار+ ml223.8 آب
(Cresol Red) زرد به قرمز  7.0 – 8.8
Quinaldine Red رنگی به قرمز 1.0 – 2.2 1% در اتانول
p -(p-dimethyl amino phenylazo) قرمز به زرد 1.0 – 3.0 اتانول
– benzoic acid, Na- salt (Paramethyl Red)
m- (p -anilno phenylazo) benzene قرمز به زرد 1.2 – 2.4 0.01% در آب
 sulfonic acid, Na-salt (Metanil Yellow)
4 – Phenyl azodiphenyl amine قرمز به زرد 1.2 – 2.6 0.01 گرم در ml1 HCl  1 مولار + ml50 اتانول + ml49 آب
Thymolsulfonephthalein آبی تیمول قرمز به زرد 1.2 – 2.8 0.1 گرم در ml21.5 NaOH 0.01 مولار+ ml229.5 آب
(Thymol Blue) زرد به آبی 8.0 – 9.6
m – Cresol sulfonephthalein قرمز به زرد 1.2 – 2.8 0.1 گرم در ml26.2 NaOH 0.01 مولار+ ml223.8 آب
(Metacresol Purple) زرد به ارغوانی  7.4 – 9.0
p – (p – aniline phenylazo) benzene sulfonic acid, Na -salt  (Orange IV) قرمز به زرد 1.4 – 2.8 0.01% در آب
4 – o – Tolylazo – o – toluidine نارنجی به زرد 1.4 – 2.8 آب
Erythrosine, disodium salt نارنجی به قرمز 2.2 – 3.6 0.1% در آب
Benzopurpurine 48 بنفش به قرمز 2.2 – 4.2 0.1 گرم در ml26.2 آب
N,N – dimethyl – p – (m – tolylazo)aniline قرمز به زرد 2.6 – 4.8 0.1% در آب
4,4′ – Bix(2 – amino – l – naphthylazo)2,2′ – stil – benedisulfonic acid ارغوانی به قرمز 3.0 – 4.0 0.1 گرم در ml5.9 NaOH 0.05 مولار+ ml94.1 آب
Tetrabromophenolphthaleinethyl ester, زرد به آبی 3.0 – 4.2 0.1% در اتانول
  K – salt
3′,3″,5′,5″ –tetrabromophenol-sulfonephthalein  (Bromophenol Blue) برموفنول آبی زرد به آبی 3.0 – 4.6 0.1 گرم در ml14.9 NaOH 0.01 مولار+ ml235.1 آب
2,4 – Dinitrophenol بی رنگ به زرد 2.8 – 4.0 اشباع شده در محلول آبی
N,N-Dimethyl-p-phenylazoaniline قرمز به زرد 2.8 – 4.4 0.1 گرم در ml 90 اتانول + ml10 آب
 (p – Dimethylaminoazobenzene)
Congo Red آبی به قرمز 3.0 – 5.0 0.1% در آب
Methyl Orange – Xylene Cyanole solution ارغوانی یه سبز 3.2 – 4.2 محلول آبی
Methyl Orange متیل اورانژ قرمز به زرد 3.2 – 4.4 0.01% در آب
Ethyl Orange قرمز به زرد 3. 4 – 4. 8 0.2-0.05% در آب
4 – (4 – Dimethylamino – 1 – naphthylazo) – 3 – methoxybenzenesulfonic acid بنفش به زرد 3.5 – 4.8 0.01% در اتانول 60%
3′,3″,5′,5″ – Tetrabromo – m – cresol – sulfonephthalein (Bromocresol Green) سبزبرموکروزل زرد به آبی 3.8 – 5.4 0.1 گرم در ml14.3 NaOH 0.01 مولار+ ml235.7 آب
Resazurin نارنجی به بنفش 3.8 – 6.4 آب
4 – Phenylazo – l – naphthylamine قرمز به زرد 4.0 – 5.6 0.1% در اتانول
Ethyl Red به قرمز 4.0 – 5.8 0.1%  در آب
2 – (p – Dimethylaminophenylazo) – pyridine زرد به قرمز 0.2 – 1.8 0.1%  در اتانول
قرمز به زرد  4.4 – 5.6
4-(p-ethoxyphenylazo) -m- phenylene- diamine monohydrochloride نارنجی به زرد 4.4 – 5.8 0.1%  در آب
Lacmoid قرمز به آبی 4.4 – 6.2 0.2%  در اتانول
Alizarin Red S زرد به قرمز 4.6 – 6.0 0.2 گرم در  HCI 1.5%
Methyl Red سرخ متیل قرمز به زرد 4.8 – 6.0 0.02 گرم در ml 60 اتانول + ml40 آب
Propyl Red قرمز به زرد 4.8 – 6.6 اتانول
5′,5″ – Dibromo – o – cresolsulfone – phthalein (Bromocresol Purple) زرد به ارغوانی 5.2 – 6.8 0.1 گرم در ml18.5 NaOH 0.01 مولار+ ml231.5 آب
3′,3″ – Dichlorophenolsulfonephthalein (Chlorophenol Red) زرد به قرمز 5.2 – 6.8 0.1 گرم در ml23.6 NaOH 0.01 مولار+ ml226.4 آب
p – Nitrophenol به زرد 5.4 – 6.6 0.1%  در آب
Alizarin آلیزارین زرد به قرمز 5.6 – 7.2 0.1%  در متانول
قرمز به ارغوانی  11.0 – 12.4
2 – (2,4 – Dinitrophenylazo) – l – naphthol زرد به آبی 6.0 – 7.0 0.1%  در آب
– 3, 6 – disulfonic acid, di – Na salt
3′,3″ – Dibromothymolsulfonephthalein (Bromothymol Blue) آبی برموتیمول زرد به آبی 6.0 – 7.6 0.1 گرم در ml 16 NaOH 0.01 مولار+ ml234 آب
6,8 – Dinitro – 2,4 – (lH)quinazolinedione به زرد 6.4 – 8.0 25 گرم در ml 115 NaOH 1 مولار+ ml50 آب جوش حاوی 0.292 گرم NaCl در ml100 آب
 (m – Dinitrobenzoylene urea)
Brilliant Yellow زرد به نارنجی 6.6 – 7.8 1%  در آب
Phenolsulfonephthalein زرد به قرمز 6.6 – 8.0 0.1 گرم در ml 28.2 NaOH 0.01 مولار+ ml221.8 آب
(Phenol Red)
Neutral Red قرمز به بی رنگ 6.8 – 8.0 0.01 گرم در ml 50 اتانول + ml50 آب
m – Nitrophenol به زرد 6.8 – 8.6 0.317 گرم در آب
o – Cresolsulfonephthalein قرمز به زرد 0.0 – 1.0 7.0 – 8.8 25 گرم در ml 26.2 NaOH 0.01 مولار+ ml223.8 آب
(Cresol Red) زرد به قرمز
Curcumin زرد به قرمز 7.4 – 8.6 10.2 – 11.8 اتانول
m – Cresolsulfonephthalein قرمز به زرد 1.2 – 2.8 25 گرم در ml 26.2 NaOH 0.01 مولار+ ml223.8 آب
(Metacresol Purple) زرد به ارغوانی 7.4 – 9.0
4,4′ – Bis(4 – amino – i – Daphthylazo) 2,2’stilbene disulfonic acid آبی به قرمز 8.0 – 9.0 0.1 گرم در ml 5.9 NaOH 0.05 مولار+ ml94.1 آب
Thymolsulfonephthalein آبی تیمول قرمز به زرد 1.2 – 2.8 8.0 – 9.6 0.1 گرم در ml 21.5 NaOH 0.01 مولار+ ml228.5 آب
(Thymol Blue)
o – Cresolphthalein به قرمز 8.2 – 9.8 0.04%  در اتانول
p – Naphtholbenzene نارنجی به آبی 8.2 – 10.0 1% در محلول قلیایی رقیق
Phenolphthalein فنل فتالئین به صورتی 8.2 – 10.0 0.05 گرم در ml 50 اتانول + ml50 آب
Ethyl – bis (2.4 – dimethylphenyl) به آبی 8.4 – 9.6 محلول اشباع در 50% الکل/استن
acetate
Thymolphthalein تیمول فتالئین به آبی 9.4 – 10.6 0.04 گرم در ml 50 اتانول + ml50 آب
5 – (p – Nitrophenylazo)salicylic acid, زرد آلیزارین زرد به قرمز 10.1 – 12.0 0.01%  در آب
 Na – salt (Alizarin Yellow R)
p – (2,4 – Dihydroxyphenylazo)benzene – sulfonic acid, Na – salt زرد به نارنجی 11.4 – 12.6 0.1%  در آب
5,5′ – Indigodisulfonic acid, di – Na – salt آبی به زرد 11.4 – 13.0 آب
2,4,6 – Trinitrotoluene به نارنجی 11.5 – 13.0 0.5-0.1%  در اتانول
1,3,5 – Trinitrobenzene به نارنجی 12.0 – 14.0 0.5-0.1%  در اتانول
Clayton Yellow زرد به بی رنگ 12.2 – 13.2 0.1%  در آب

مقالات مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *