Indicator (chimie)
Termenul indicator înseamnă, în chimie , un compus (sau un sistem de mai mulți compuși) capabil să sufere modificări ușor observabile - de obicei culoarea - în funcție de mediul chimic în care se găsește ( acid sau bazic , agent oxidant sau reducător , bogat sau sărac într-un anumit ion etc.).
Indicatorii sunt utilizați în general în soluție în efectuarea titrărilor sau susținuți pe benzi de hârtie pentru evaluări rapide (așa-numitele „hărți indicatoare”).
Fenomenul schimbării culorii unui indicator se numește „schimbare de culoare”. Gama de pH, potențialul electric sau concentrația ionică în care acționează indicatorul se numește „gama de culori a indicatorului”. Ochiul uman primește una dintre cele două forme colorate ale indicatorului atunci când acesta este prezent într-un raport de cel puțin 10: 1 față de celălalt.
Exemple obișnuite de indicatori de pH sunt hârtiile de turnesol și indicatorii universali (amestecuri de mai mulți indicatori, benzi sau lichide, capabile să acopere întreaga gamă de valori posibile ale pH-ului soluțiilor apoase). Extractele din diferite plante și flori conțin, de asemenea, substanțe care pot servi drept indicatori.
Dintre indicatorii redox (sau " redox ") , cel mai frecvent este amidonul iodat , care se schimbă de la incolor la albastru închis.
Printre cei mai comuni indicatori specifici ionilor, merită menționat eriocromul negru T , utilizat în mod obișnuit în măsurarea durității apei datorită schimbării sale de la albastru închis la roz intens în prezența ionilor de calciu , magneziu și zinc .
Clasificare
Indicatori acid-bazici (sau indicatori pH)
„Indicatorii de pH” sunt compuși chimici halocromici , adică prezintă o schimbare vizuală - în general în culoare - în jurul punctului de echivalență dintre trecerea de la o formă acidă la o formă bazică, acest pasaj are loc pentru fiecare indicator la propria sa valoare pH . Sunt indicatori care sunt utilizați în general în soluție în efectuarea titrărilor sau susținuți pe benzi de hârtie.
În afara domeniului său de tonifiere, un indicator este puțin util pentru măsurarea pH-ului, deoarece se deduce doar că soluția are o valoare a pH-ului mai mare sau mai mică decât pH-ul de tonifiere al anumitor indicatori, fără a avea o măsură cantitativă. În cazul măsurătorilor pH-ului, se utilizează combinații de indicatori diferiți, caracterizați prin câmpuri diferite de tonifiere pentru a forma unul combinat foarte extins: acești indicatori sunt numiți „indicatori universali”.
| denumire convențională | culoarea formei acide | culoarea formei de bază | interval de schimbare a culorii |
|---|---|---|---|
| violet de metil | liliac | Viola | 0,1 - 1,5 |
| violet de bază 3 | galben | verde | 0,0 - 0,8 |
| verde | albastru | 0,8 - 1,8 | |
| albastru | albastru-violet | 1,8 - 2,6 | |
| albastru timol | galben | albastru | 1.2 - 2.8 |
| galben metil | roșu | galben | 2,9 - 4,0 |
| metil portocaliu | roșu | galben | 3.1 - 4.4 |
| albastru de bromofenol | galben | albastru | 3.0 - 4.6 |
| verde bromocrezol | galben | albastru | 3,8 - 5,4 |
| roșu de metil | roșu | galben | 4.2 - 6.2 |
| albastru de bromimol | galben | albastru | 6.0 - 7.6 |
| roșu fenol | galben | roșu | 6,4 - 8,0 |
| roșu crezol | galben | roșu | 7.2 - 8.8 |
| 1-naftolftaleină | roz | verde | 7.3 - 8.7 |
| fenolftaleina | incolor | roșu purpuriu | 8.0 - 9.9 |
| timolftaleină | incolor | albastru | 9,3 - 10,5 |
| violet bromcresol | galben | violet | 5.2 - 6.8 |
| trinitrotoluen | incolor | portocale | 11,5 - 13,0 |
Exemple obișnuite de indicatori de pH sunt hârtiile de turnesol și indicatorii universali (amestecuri de indicatori multipli, benzi sau lichide, capabili să acopere întreaga gamă de valori posibile ale pH-ului soluțiilor apoase).
Un indicator chimic acid-bazic foarte simplu, care trebuie pregătit chiar și acasă sau la școală pentru uz educativ, este reprezentat de apa de la robinet în care un pic de varză roșie tocată mărunt a fost lăsată la macerat timp de aproximativ zece minute, rece. Soluția obținută în acest mod, cu o frumoasă culoare violetă, schimbă culoarea de la roșu închis la albastru dacă este pusă mai întâi în contact cu substanțe acide, cum ar fi suc de lămâie sau oțet, și apoi cu substanțe de bază, cum ar fi săpun comun pentru rufe .
Indicatori redox
Un indicator redox sau un indicator chimic pentru reducerea oxidării este o substanță care este capabilă să schimbe culoarea sub acțiunea unui potențial electrochimic specific.
Cea mai importantă cerință pentru un indicator este cinetica reacției, care trebuie să ducă la o schimbare rapidă a culorii. Spre deosebire de ceea ce se crede, un indicator redox poate fi reversibil , pseudoreversibil sau ireversibil .
Se spune
- reversibil atunci când este posibilă recâștigarea culorii inițiale urmând reducerea la oxidare (sau invers) a indicatorului. Un indicator reversibil trebuie să aibă ambele forme stabile. În unele cazuri, reversibilitatea poate depinde de reactivii utilizați. Un exemplu de indicator reversibil este feroina .
- pseudoreversibil atunci când din ciclul de oxidare-reducere al indicatorului, se obține un compus chimic diferit, dar care are o culoare egală sau similară cu indicatorul inițial. Un exemplu este acidul N- fenilantanilic .
- ireversibil este un indicator redox care nu oferă aceeași culoare ca indicatorul inițial din ciclul redox. Un exemplu este negru de naftil .
Compușii chimici, cum ar fi unii ioni de sare anorganici colorați, cum ar fi permanganatul de potasiu sau dicromatul de potasiu, nu sunt clasificați tehnic ca indicatori redox, deoarece redoxul lor modifică radical structura moleculară.
O altă clasificare importantă este cea care vede că unii indicatori redox își schimbă potențialul de tranziție (potențialul la care își schimbă culoarea) în funcție de pH. Prin urmare, acestea sunt împărțite în pH dependent și independent de pH. În general, reacția dependentă de pH la potențialul de tranziție implicând unul sau mai mulți protoni în mecanismul de reacție (exact așa cum se întâmplă pentru indicatorii de pH ).
Indicatori redox independenți de pH
| Indicator | {E 0 , V | Culoarea formei oxidate | Culoare de formă redusă |
|---|---|---|---|
| 2,2'-bipiridină (complex cu Ru ) | +1,33 V | incolor | galben |
| nitro fenantrolină (complex cu Fe ) | +1,25 V | cian | roșu |
| Acid N- fenilantanilic | +1,08 V | roșu-violet | incolor |
| 1,10-fenantrolină (complex cu Fe) | +1,06 V | cian | roșu |
| N- etoxicrisoidină | +1,00 V | roșu | galben |
| 2,2`- bipiridină (complex cu Fe) | +0,97 V | cian | roșu |
| 5,6-dimetil fenantrolină (complex cu Fe) | +0,97 V | galben verde | roșu |
| sau - dianisidină | +0,85 V | roșu | incolor |
| difenilamină sulfonat de sodiu | +0,84 V | roșu-violet | incolor |
| difenilbenzidina | +0,76 V | violet | incolor |
| difenilamină | +0,76 V | violet | incolor |
| viologen | −0,43 V | incolor | albastru |
Indicatori redox dependenți de PH
| Indicator | E 0 , V la pH = 0 | E 0 , V la pH = 7 | Culoarea formei oxidate | Culoare de formă redusă |
|---|---|---|---|---|
| 2,6-dibromofenol - indofenol | +0,64 V | +0,22 V | albastru | incolor |
| sau -crezol - indofenol | +0,62 V | +0,19 V | albastru | incolor |
| tionina (sau "violeta Lauth") | +0,56 V | +0,06 V | violet | incolor |
| albastru de metil | +0,53 V | +0,01 V | albastru | incolor |
| acid indigotetrasulfonic | +0,37 V | −0,05 V | albastru | incolor |
| acid indigotrisulfonic | +0,33 V | −0,08 V | albastru | incolor |
| carmin indigo | +0,29 V | −0,13 V | albastru | galben |
| acid indigomonosulfonic | +0,26 V | −0,16 V | albastru | incolor |
| fenosafranină | +0,28 V | −0,25 V | roșu | incolor |
| safranină T | +0,24 V | −0,29 V | roșu-violet | incolor |
| Roșu de bază 5 | +0,24 V | −0,33 V | roșu | incolor |
Indicatori complexometrici
Indicatorii complexometrici sunt compuși metalocromici sau molecule care chelează către ioni metalici specifici. Indicatorii complexometrici utilizați în principal în analiza EDTA sunt:
| Indicator | pK a | Ioni titrabili | Imagine tonifiată |
|---|---|---|---|
| chalcon | În 3− (13); HIn 2− (10); H 2 In - (7) | Mg 2+ , Ca 2+ , Pb 2+ | roz / albastru deschis |
| NET | HIn 2− (11,6); H 2 In - (6.3) | Mg 2+ , Mn 2+ , Pb 2+ , Zn 2+ | rosu albastru violet / albastru |
| muresside | H 3 În 2− (10,9); H 4 In - (9) | Ca 2+ , Cd 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Cu 2+ | portocaliu / violet galben-portocaliu / violet |
| acid sulfosalicilic | HIn - (11.7); H 2 In (2.7) | Fe 3+ | Roșu / galben |
| acid chalconcaboxil | Ca 2+ | rosu albastru |
Indicatori de precipitații
Indicatorii cei mai utilizați în titrările precipitațiilor argentometrice sunt strâns legate de tehnica de analiză efectuată:
- Metoda lui Mohr : folosește cromatul de potasiu K 2 CrO 4 ca indicator, acesta după precipitarea halogenurii în cauză formează un precipitat roșu de cărămidă cu argintul Ag 2 CrO 4 care identifică punctul de echivalență.
- Metoda lui Volhard : în această tehnică indicatorul este complexul roșu al [FeSCN] 2+ care se formează după titrarea înapoi a excesului de argint cu SCN - în prezența Fe 3+ .
- Metoda Fajans : folosește un indicator de adsorbție , fluoresceină sau diclorofluoresceină , a cărei culoare se schimbă atunci când este adsorbită pe cristalele de clorură de argint care se formează în timpul titrării.
Bibliografie
- ( EN ) Compedium of Analytical Nomenclature , ed. A III-a, IUPAC , 1997.
- ( EN ) Indicatori redox. Caracteristici și aplicații , în Pure & Appl. Chem. , vol. 50, pp. 463-498.
Elemente conexe
- 1- (2-piridilazo) -2-naftol
- 4- (2-piridilazo) resorcinol de sodiu monohidrat
- Zincon
- M-crezol violet
- Hidrantantină
- Roșu pirogalol
- Violet bromcresol
- Rodizonat de sodiu
linkuri externe
- ( EN ) Indicator , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85065658 · GND (DE) 4351681-6 |
|---|
