Chỉ thị dung trong phương pháp Mohr là
|
Xác định nồng độ ion Cl- theo phương pháp bạc - Phương pháp Mohr Phương pháp Mohr a) Nguyên tắc Dung dịch chuẩn trong phương pháp này là AgNO3 0,1N. Dung dịch này có thể chuẩn bị từ lượng cân chính xác AgNO3 đã được tinh chế lại. Tuy nhiên, nồng độ của dung dịch AgNO3 thay đổi theo thời gian nên cần phải chuẩn hóa lại nồng độ của nó bằng dung dịch tiêu chuẩn NaCl. Chỉ thị trong phương pháp Mo là K2CrO4. Khi phản ứng (1) kết thúc, một giọt thừa AgNO3 tác dụng với K2CrO4 tạo thành kết tủa Ag2CrO4 màu đỏ gạch. Lúc đó kết thúc định phân. Tuy nhiên cần chú ý rằng, kết tủa đỏ gạch Ag2CrO4 có thể xuất hiện trước hoặc sau điểm tương đương của phản ứng (1) tùy theo nồng độ CrO42- đưa vào dung dịch. Do đó, để xác định chính xác điểm tương đương, nồng độ K2CrO4 phải được chọn nhất định không tùy tiện. b) Cách tiến hành *. Chuẩn hóa nồng độ của dung dịch AgNO3 Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch NaCl 0,1N cho vào bình nón, thêm 2÷3 giọt dung dịch K2CrO4 5% rồi chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3, lắc mạnh đến khi dung dịch đục chuyển từ màu vàng sang màu đỏ gạch của huyền phù (thời điểm lúc bắt đầu tạo kết tủa Ag2CrO4). Lặp lại thí nghiệm 2÷3 lần, lấy kết quả trung bình. *. Xác định nồng độ Cl- bằng dung dịch chuẩn AgNO3 Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch muối clorua cần xác định cho vào bình nón, thêm 2÷3 giọt dung dịch chỉ thị K2CrO4 5% rồi chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 0,1N đến khi chuyển từ màu vàng của dung dịch sang màu đỏ gạch của huyền phù. Ghi số ml AgNO3 đã dùng. Lặp lại thí nghiệm 2÷3 lần, lấy trung bình các kết quả thu được. Tính hàm lượng phần trăm của clo trong muối. Đối với anion Br- cũng tiến hành tương tự như vậy. Ion I- không nên chuẩn bằng phương pháp này vì AgI có màu vàng khó nhận biết điểm tương đương.
Chỉ thị dùng trong phương pháp Mohr:
A. Phèn sắt amoni (Fe3+)
B. K2CrO4
C. K2Cr2O7
D. eosin
Chỉ thị dùng trong phương pháp Mohr: A. Phèn sắt amoni (Fe3+) B. K2CrO4 C. K2Cr2O7 D. eosin Hướng dẫn Chọn B là đáp án đúng Loading Preview Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above. Loading Preview Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
170hợp. Không có chỉ thị hóa học thích hợp để chuẩn iođat và bromat bởi vì bướcnhảy chuẩn độ quá nhỏ (hình 9.2).Những ví dụ về sử dụng các chất chỉ thị để chuẩn độ kết tủa bằng ion bạc được dẫn ratrong các mục sau.Sự tạo thành kết tủa thứ 2 - phương pháp Mohr: Sự tạo thành kết tủa thứ 2 có màu khácvới màu của hợp chất kết tủa là cơ sở để xác định điểm cuối theo phương pháp Mohr.Phương pháp Mohr được ứng dụng rộng rãi khi chuẩn clorua và bromua bằng dung dịchbạc nitrat chuẩn. Ion cromat được dùng làm chỉ thị, ở điểm cuối phép chuẩn độ xuất hiện kếttủa bạc cromat Ag2CrO4 màu đỏ gạch.Độ tan của bạc cromat cao hơn nhiều độ tan của bạc halogenua. Do đó, khi chuẩn độ theophương pháp Mohr, bạc cromat chưa được tạo thành khi thực tế tất cả halogenua chưa kết tủahết. Điều chỉnh nồng độ cromat có thể ngăn ngừa sự tạo thành bạc cromat cho tới khi nồng độion bạc chưa đạt tới nồng độ tính toán lý thuyết đối với vùng điểm tương đương khi chuẩn độhalogen.Ví dụ: Sai số ±0,1% tương ứng với ± 0,025 ml đối với thể tích 25 ml chất chuẩn. Nồng độion bạc được tính toán như ở chương 5 bằng 4,78.10–6 mol/l sau khi thêm 24,975 ml dungdịch Ag+ 0,100 M và bằng 3,81.10–5 mol/l sau khi thêm 25,025 ml cũng dung dịch đó vàodung dịch Cl– 0,05 M. Có thể thay đổi nồng độ ion cromat cần thiết để tạo thành Ag2CrO4trong khoảng nào để chuẩn độ quá hoặc chuẩn độ chưa tới không lớn hơn 0,025 ml.Khi thêm 24,975 ml chất chuẩn, kết tủa Ag2CrO4 có thể xảy ra nếu:[ CrO2− ][Ag+]2 ≥ T4Nếu:−12⎡CrO2− ⎤ = T > 1,1.10= 0,048 mol / l4 ⎦⎣[Ag]2 (4,78.10−6 )2và khi thêm 25,025 ml chất chuẩn, nếu:−12⎡CrO2− ⎤ ≥ 1,1.10= 7,6.10−4 mol / l4 ⎦⎣(3,81.10−5 )2Những tính toán đó chỉ rõ rằng, để chuẩn độ chính xác theo phương pháp Mohr, có thểgiữ nồng độ chất chỉ thị trong một khoảng khá rộng, giữa 0,0008 và 0,05 M. Nhưng trongthực tế ở nồng độ lớn hơn 0,005 M màu vàng đậm của ion cromat sẽ cản trở màu đỏ của bạccromat. Người ta thường sử dụng nồng độ cromat nhỏ hơn 0,005 M một chút. Không thể tínhtoán lượng tối thiểu cromat cần phải được tạo thành mà mắt có thể nhận biết mà chỉ xác địnhđược bằng thực nghiệm. Trước khi phát hiện màu đỏ của bạc cromat, dung dịch đã bị chuẩnđộ quá trung bình 0,05 ml dung dịch 0,1 M. Chú ý sai số đó trong sai số kết quả của phépchuẩn độ, nên trong thời gian phân tích người ta thường làm thí nghiệm trắng. Để đạt mụcđích đó người ta xác định sự tiêu tốn ion bạc cho một thể tích như vậy huyền phù canxi 171cacbonat không chứa ion clo với chính chất chỉ thị đó. Dung dịch và kết tủa thu được sauphép chuẩn độ trắng được dùng làm chuẩn rất thuận tiện để chuẩn độ lặp lại. Phép chuẩn hóadung dịch bạc nitrat bằng cách chuẩn natri clorua tinh khiết theo phương pháp Mohr là mộtbiện pháp khác làm giảm đi đáng kể sai số chỉ thị. Xác định "nồng độ đương lượng để chuẩnđộ" như vậy sẽ không những giúp tính toán sự tiêu tốn quá dung dịch chuẩn mà còn cân nhắccả những khả năng khác xác định sự đổi màu của nhà phân tích.Cần chú ý đến độ axit của môi trường bởi vì khi tăng nồng độ ion hiđro, cân bằng:2CrO2− + 2H4+2Cr2O7−+ H2Osẽ chuyển dịch về bên phải. Độ tan của đicromat bạc cao hơn khá nhiều độ tan củacromat bạc, do đó đối với phản ứng chỉ thị trong môi trường axit đòi hỏi nồng độ ion bạc lớnđáng kể nếu phản ứng nói chung có thể xảy ra. Trong môi trường kiềm có thể lắng xuống oxitbạc:2Ag+ + 2OH–2AgOH(rắn)Ag2O(rắn, đen) + H2ONhư vậy, phép xác định clorua theo phương pháp Mohr cần phải được tiến hành trongmôi trường trung tính hoặc gần trung tính (pH = 7 – 10). Có thể giữ nồng độ ion hiđro trongkhoảng đó một cách thuận tiện bằng cách thêm vào natri bicacbonat, canxi cacbonat hoặcnatri tetraborat.Sự tạo thành phức màu - phương pháp Volhard: Để chuẩn bạc theo phương pháp Volhardcó thể sử dụng dung dịch tioxianat chuẩn:Ag+ + SCN–AgSCN(rắn)Ion sắt (III) làm cho dung dịch có màu đỏ khi thêm những giọt dung dịch tioxianat dư đầutiên được dùng làm chỉ thị:Fe3+ + SCN–Fe(SCN)2+Phép chuẩn cần được thực hiện trong môi trường axit để ngăn ngừa sự kết tủa sắt (III)dưới dạng hiđroxit. Có thể dễ dàng tính được nồng độ chỉ thị mà ở đó sai số chuẩn độ tiến tớikhông như sẽ được chỉ rõ trong ví dụ sau đây.Ví dụ: Bằng thực nghiệm người quan sát có thể phát hiện màu đỏ Fe(SCN)2+ ở nồng độtrung bình là 6,4.10–6 M. Cần tạo ra nồng độ Fe3+ bằng bao nhiêu để khi chuẩn độ 50 ml dungdịch Ag+ 0,050 M bằng dung dịch KSCN 0,100 M, sai số chuẩn độ tiến tới không?Để sai số chuẩn độ bằng không, màu của Fe(SCN)2+ cần phải xuất hiện ở nồng độ Ag+,còn trong dung dịch bằng nồng độ tổng cộng của tioxianat:[Ag+] = [SCN–] + [Fe(SCN)2+] = [SCN–] + 6,4.10–6hoặc: 172T[SCN − ]=1,1.10−12[SCN − ]= [SCN − ] + 6,4.10−6Biến đổi:[SCN–]2 + 6,4.10–6 [SCN–] – 1,1.10–12 = 0[SCN–] = 1,7.10–7 ion.g/lHằng số bền của Fe(SCN)2+:K = 1,4.102 =[Fe(SCN)2+ ][Fe3+ ][SCN − ]Bây giờ chúng ta thay thế nồng độ [SCN–] bảo đảm tạo thành một lượng Fe(SCN)2+đủ nhận biết bằng mắt ở điểm tương đương vào phương trình hằng số bền:1,4.102 =6,4.10−6[Fe3+ ] × 1,7.10−7[Fe3+] = 0,27 mol/lKhi chuẩn theo phương pháp Volhard, nồng độ đó không bắt buộc phải chặt chẽ. Thậtvậy, những tính toán tương tự như vừa được tiến hành chỉ rõ rằng ở nồng độ sắt (III) trongkhoảng 0,002 –1,6 mol/l một cách lý thuyết, sai số sẽ không vượt quá 0,1%. Trong thực tếngười ta cũng phát hiện rằng, ở nồng độ vượt quá 0,2 mol/l, màu riêng của chất chỉ thị gây trởngại cho sự phát hiện phức tioxianat. Do đó người ta tạo ra nồng độ sắt (III) thấp hơn (thườnglà khoảng 0,01 mol/l).Ứng dụng phương pháp Volhard để xác định ion clorua: Thường người ta ứng dụngphương pháp Volhard để xác định gián tiếp clorua. Thêm vào mẫu clorua dư một lượng xácđịnh dung dịch bạc nitrat chuẩn và lượng dư ion bạc được xác định bằng phép chuẩn độngược bằng dung dịch tioxianat chuẩn. Ưu thế đặc biệt của phương pháp Volhard trước cácphương pháp xác định clorua khác là ở khả năng chuẩn độ trong môi trường axit mạnh bởi vìnhững ion như cacbonat, oxalat và asenat (tạo muối bạc ít tan trong môi trường trung tính)không cản trở.Khác với các halogenua bạc khác, bạc clorua tan nhiều hơn bạc tioxianat. Do đó phảnứng:AgCl(rắn) + SCN–AgSCN(rắn) + Cl–(8.1)gây trở ngại cho sự phát hiện điểm cuối phép chuẩn độ theo Volhard. Vì vậy ta quan sátthấy sự tiêu tốn quá mức ion tioxianat và xuất hiện sai số phân tích âm. Giá trị sai số đó phụthuộc vào nồng độ chất chỉ thị. 173Để tránh sai số liên quan với phản ứng giữa tioxianat và bạc clorua người ta sử dụng chủyếu hai biện pháp. Biện pháp thứ nhất là tạo ra nồng độ chất chỉ thị cực đại được phép(khoảng 0,2 M sắt (III)). Biện pháp thứ hai phổ biến hơn là tách kết tủa bạc clorua trước khichuẩn độ ngược bằng dung dịch tioxianat. Phép chuẩn một phần nước lọc sau khi lọc bạcclorua cho kết quả tốt nhất trong điều kiện kết tủa đông tụ tốt. Sự tiêu tốn thời gian cho phéplọc tất nhiên là nhược điểm của phương pháp này. Dường như phương pháp được ứng dụngrộng rãi nhất là phương pháp Caldwell và Moyer. Theo phương pháp này, người ta phủ lênkết tủa bạc clorua một lớp nitrobenzen để ngăn ngừa nó tiếp xúc với dung dịch. Cô lập kết tủabằng cách lắc hỗn hợp với một vài mililit nitrobenzen trước khi chuẩn độ ngược.Chất chỉ thị hấp phụ: Chất chỉ thị hấp phụ là những chất hữu cơ bị kết tủa hấp phụ hoặcđược giải hấp từ bề mặt kết tủa được tạo thành trong quá trình chuẩn độ. Trong trường hợp lýtưởng, sự hấp phụ hoặc giải hấp được quan sát thấy ở gần điểm tưong đương và kèm theokhông chỉ sự biến đổi màu của dung dịch mà còn cả sự tạo thành hợp chất màu trên bề mặtkết tủa. Phương pháp dựa trên sự sử dụng chất chỉ thị hấp phụ đôi khi được người ta gọi làphương pháp Fajans để kỷ niệm nhà bác học đã cống hiến nhiều cho sự phát triển phươngpháp này.Chất màu hữu cơ fluoretxein được dùng khi chuẩn độ ion clorua bằng nitrat bạc là mộtchất chỉ thị hấp phụ điển hình. Trong dung dịch nước, fluretxein phân li một phần thành ionhiđro và ion fluoretxeinat tích điện âm, làm cho dung dịch có màu vàng lục. Ion fluoretxeinattạo muối bạc có màu đậm ít tan. Nhưng khi sử dụng chất màu làm chỉ thị, nồng độ của nókhông bao giờ đủ để đạt tích số tan của fluoretxeinat bạc.Ở đầu phép chuẩn độ clorua bằng các ion bạc theo phương pháp Fajans, các anion chấtmàu hầu như không bị kết tủa hấp phụ. Thực tế chúng đẩy bề mặt kết tủa tích điện âm do hấpphụ các ion clorua. Sau điểm tương đương, những hạt kết tủa mang điện tích dương do sự hấpphụ mạnh các ion bạc dư; trong những điều kiện đó ion fluoretxeinat đi vào lớp ion đối. Vìvậy, trên bề mặt kết tủa xuất hiện màu đỏ đặc trưng cho fluoretxeinat bạc. Cần nhấn mạnhrằng, sự biến đổi màu xảy ra do quá trình hấp phụ (chứ không phải do quá trình kết tủa), bởivì tích số tan của fluoretxeinat bạc không đạt được trong thời gian chuẩn độ. Sự hấp phụ làthuận nghịch: chất màu bị giải hấp khi chuẩn độ ngược bằng ion clorua.Để ứng dụng thành công chất chỉ thị hấp phụ thì chất kết tủa và chỉ thị cần có những tínhchất sau:1. Những hạt kết tủa phải có có kích thước của hạt keo bởi vì bề mặt của kết tủa phát triểnmạnh, hấp phụ được lượng lớn chất chỉ thị.2. Kết tủa phải hấp phụ bền các ion riêng biệt. Chúng ta đã thấy (chương 7) tính chất đólà đặc trưng đối với kết tủa keo.3. Chất màu dùng làm chất chỉ thị cần phải được giữ chắc trong lớp ion đối bao quanhnhững ion bị hấp phụ đầu tiên. Nói chung sự hấp phụ loại đó được quyết định bởi độ tan thấpcủa muối tạo thành giữa chất màu với các ion của mạng lưới tinh thể. Đồng thời những hợpchất đó phải có độ tan đủ lớn để không xảy ra sự kết tủa chúng. 1744. pH của dung dịch cần phải được giữ ở mức xác định. Ion dùng làm dạnghoạt động của phần lớn các chất chỉ thị hấp phụ là axit hoặc bazơ liên hợp với phân tử chấtmàu nên có khả năng liên kết với ion hiđro hoặc ion hiđroxil tạo thành phân tử ban đầu khônghoạt động. Do đó, người ta tạo ra giá trị pH nào mà ở đó dạng ion của chất chỉ thị chiếm ưuthế.Phép chuẩn độ với chất chỉ thị hấp phụ nhanh, chính xác, đáng tin cậy nhưng ứng dụngcủa nó tương đối bị hạn chế bởi số ít phản ứng kết tủa có kết tủa vô định hình được tạo thànhnhanh chóng. Khi có mặt chất điện li ở nồng độ cao, điểm cuối của phép chuẩn độ với chấtchỉ thị hấp phụ trở nên kém rõ ràng do sự đông tụ kết tủa làm giảm bề mặt trên đó xảy ra quátrình hấp phụ. Phần lớn các chất chỉ thị hấp phụ là axit yếu, do đó lĩnh vực ứng dụng củachúng bị giới hạn trong các dung dịch trung tính hoặc axit yếu vì ở đó chất chỉ thị chủ yếu tồntại ở dạng anion. Người ta đã biết một số chỉ thị hấp phụ cation để chuẩn trong các dung dịchaxit mạnh. Với những chất chỉ thị đó, sự hấp phụ chất màu và sự nhuốm màu kết tủa đượcquan sát thấy khi có dư anion kết tủa, nghĩa là khi các hạt mang điện tích âm.Bảng 9.2 Những phương pháp kết tủa đo bạc điển hìnhPhương pháp xác địnhGhi chúđiểm cuốiCấu tử cần xác địnhAsO43–,Br–,CNO–, SCN–I–,Phương pháp VolhardCO32–, CrO42–, CN–,Cl–, C2O42–, PO43–, Phương pháp VolhardS2–Không cần tách muối bạcTrước khi chuẩn độ ngược lượngAg+ dư, cần tách muối bạcChuẩn độ tiếp theo lượng Ag+ dưtrong phản ứng:BH4–Phương pháp VolhardBH4 + 8Ag+ + 8OH–biến dạng8Ag(rắn) + H2BO3 + 5H2OChuẩn độ lượng Cl– dư sau khi chếhóa bằng hiđro cloruaEpoxitPhương pháp VolhardK+Kết tủa K+ bằng lượng dưPhương pháp Volhard B(C6H5)4– đã biết, thêm dư Ag+ tạobiến dạngkết tủa AgB(C6H5)4 và chuẩn độngược Ag+ dưBr–, Cl–Phương pháp MohrBr–, Cl–, I–, SeO32–Chỉ thị hấp phụ 175V(OH)4+, các axit Phương pháp phân tích Chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịchbéo, các mecaptanđiện hóaAg+Kết tủa dưới dạng ZnHg(SCN)4.Phương pháp VolhardLọc và hòa tan trong axit, thêm dưbiến dạngAg+; chuẩn độ ngược Ag+ dưZn2+Kết tủa dưới dạng PbClF. Lọc hòaPhương pháp Volhardtan trong axit thêm dư Ag+; chuẩnbiến dạngđộ ngược Ag+ dư–FCuối cùng, cần chú ý một số chất chỉ thị hấp phụ phản ứng với kết tủa chứa bạc có tínhchất nhạy sáng gây trở ngại khi làm việc với chúng.Những phương pháp khác xác định điểm cuối: Trong giáo trình các phương pháp phântích công cụ có mô tả những phương pháp điện hóa phát hiện điểm cuối trong một số phươngpháp chuẩn độ kết tủa.Ứng dụng của phương pháp chuẩn độ kết tủa: Trong phần lớn trường hợp, phép chuẩn độkết tủa dựa trên sự sử dụng dung dịch bạc nitrat chuẩn, đôi khi phương pháp này gọi làphương pháp đo bạc. Ở bảng 9.2 dẫn ra những ví dụ điển hình về ứng dụng phương pháp đobạc. Chúng ta nhận thấy rằng, nhiều phương pháp xác định trong những phép xác định đã nêudựa trên phép kết tủa cấu tử cần xác định bằng một lượng dư chính xác dung dịch bạc nitratvà chuẩn độ tiếp theo bằng dung dịch kali tioxianat chuẩn theo Volhard. Cả hai thuốc thử đócó thể dùng được dưới dạng chất chuẩn đầu nhưng kali tioxianat hút ẩm một chút gây khókhăn cho phép cân ở độ ẩm cao. Những dung dịch bạc nitrat và kali tioxianat bền trong thờigian lâu không giới hạn.Bảng 9.3 liệt kê những phương pháp chuẩn độ khác dùng các thuốc thử khác thay thế chomuối bạc.Bảng 9.3 Những phương pháp chuẩn độ kết tủa khácChất chuẩnIon cần xác địnhSản phẩm phản ứngChất chỉ thịK4[Fe(CN)6]Zn2+K2Zn3[Fe(CN)6]2ĐiphenylaminPb(NO3)2SO42–PbSO4Eritrozin BMoO42–PbMoO4Eosin EPO43–Pb3(PO4)2ĐibromfluoretxeinC2O42–PbC2O4FluoretxeinF–ThF4Alizarin đỏPb(CH3COO)2Th(NO3)4 176Hg2(NO3)2Cl–, Br–Hg2X2Bromophenol chàmNaClHg22+Hg2X2Bromophenol chàm 177Chương 10Lý thuyết chuẩn độ Axit – Bazơ đối với những hệđơn giảnChuẩn độ axit - bazơ là việc xác định điểm cuối dựa trên sự biến đổi pH đột ngột quan sátthấy ở gần điểm tương đương. Giống như những trường hợp chuẩn độ khác, bản chất và nồngđộ của cả chất bị chuẩn và chất chuẩn quyết định khoảng biến đổii pH. Để lựa chọn chất chỉthị thích hợp và xác định sai số chuẩn độ cần phải biết sự biến đổi pH trong quá trình chuẩnđộ. Như vậy, nghĩa là cần phải biết đường chuẩn độ trong phương pháp axit - bazơ được xâydựng như thế nào.Trong chương này sẽ xét những axit và bazơ đơn giản, chúng phân li tách ra một ionhiđro hoặc một ion hiđroxyl. Trong chương 11 sẽ bàn tới những đường chuẩn độ những axithoặc bazơ nhiều nấc và hỗn hợp axit.Để chuẩn bị cho những bàn luận sắp tới, sinh viên cần xem lại những kiến thức về axit,bazơ và phương pháp tính toán cân bằng axit - bazơ (chương 4).10.1 Thuốc thử chuẩn để chuẩn độ axit - bazơTrong phương pháp chuẩn độ axit - bazơ, các axit hoặc bazơ mạnh luôn luôn được dùnglàm thuốc thử chuẩn bởi vì phản ứng với sự tham gia của chúng xảy ra hoàn toàn hơn so vớiphản ứng với sự tham gia của axit hoặc bazơ yếu. Cũng như trong phép chuẩn độ kết tủa,phản ứng xảy ra càng hoàn toàn, hàm số p biến đổi càng lớn và càng dễ xác định điểm cuối.10.2 Chất chỉ thị để chuẩn độ axit - bazơNhiều hợp chất tổng hợp cũng như tự nhiên có màu khác nhau tùy thuộc vào pH của dungdịch. Một số trong các chất đó từ lâu đã được sử dụng để chỉ rõ tính kiềm hoặc tính axit củanước. Chúng cũng quan trọng cả đối với những nhà hóa học hiện đại trong việc dùng chúngđể xác định pH của dung dịch và để phát hiện điểm cuối trong chuẩn độ axit - bazơ. 17810.2.1 Lý thuyết về tính chất của chất chỉ thịNhững chỉ thị axit - bazơ là những hợp chất hữu cơ biểu lộ tính axit yếu hoặc bazơ yếu.Phản ứng phân li hoặc liên hợp của chất chỉ thị kèm theo sự chuyển vị cấu tạo bên trong dẫntới sự biến đổi màu. Chúng ta đưa ra phản ứng điển hình của chỉ thị axit - bazơ dưới dạng sau:H2O + HInH3O+ + In–(màu axit)(màu kiềm)hoặcIn– + H2O(màu kiềm)InH + OH–(màu axit)Trong các dung dịch axit mạnh, chỉ thị ở dạng HIn là dạng chiếm ưu thế, tương ứng với"màu axit" và In– sẽ là "màu kiềm" của nó. Trong các dung dịch kiềm, các hạt In sẽ chiếm ưuthế tương ứng với "màu kiềm" của chất chỉ thị đó.Khi cân bằng, những quá trình đó được đặc trưng bằng những hằng số:Ka =[H3 O+ ][In − ][InH][OH− ]và K b =[HIn][In − ]Có thể biến đổi những phương trình đó như sau:KbK [H O+ ]Ka[InH][In − ]và=== b 3[HIn] [H3 O+ ]K H2O[In − ] [OH− ]Khi pH biến đổi, dung dịch chứa chất chỉ thị biến đổi liên tục thành phần phần trăm dạngmàu của mình. Nhưng mắt người rất không nhạy với những biến đổi đó. Thường một dạngphải hơn từ 5 đến 10 lần dạng kia thì người quan sát mới nhận biết được màu của nó; tiếp tụctăng lượng dư của dạng đó sẽ khó nhận biết. Sự biến đổi màu của chỉ thị chỉ được nhận biếttrong vùng mà ở đó một dạng hơn dạng kia 5 – 10 lần. Như vậy "sự biến đổi màu" quan sátđược phản ánh sự chuyển dịch cân bằng của chỉ thị. Xét HIn làm ví dụ, có thể nói rằng, chỉ thịthể hiện màu axit hoàn toàn của mình để được người quan sát nhận biết khi:[In − ] 1[In − ] 10≤và màu hoàn toàn kiềm khi≥[HIn] 10[HIn] 1Bên trong khoảng được xác định bằng những đại lượng đó, màu là màu hỗn hợp của chỉthị. Nhưng giới hạn bằng số đã nêu tất nhiên phản ánh tính chất trung bình của chỉ thị. Một sốchất chỉ thị biến đổi màu trong khoảng hẹp hơn đối với nồng độ dạng axit và dạng kiềm, một |
