色の変化の途中で何が起こるかを考えてください。 この時点で、酸およびそのイオンの濃度は等しい。 その場合、Kind式の外にキャンセルされます。
これを使用して、この中間点でpHが何であるかを調べることができます。, 水素イオン濃度が左側になるように最後の方程式を再配置し、pHとpKindに変換すると、次のようになります。
つまり、インジケータの終点は、そのpKind値に完全に依存することを意味します。 上記で見たインジケータについては、
インジケータ | pKind |
---|---|
litmus | 6.5 |
メチルオレンジ | 3.7 |
フェノールフタレイン | 9。,3 |
インジケータのpH範囲
インジケータは、ある特定のpH(そのpKindによって与えられる)で色が急激に変化しません。 代わりに、彼らはpHの狭い範囲にわたって変化します。
平衡が片側にしっかりとあると仮定しますが、今、あなたはそれをシフトさせ始めるために何 平衡がシフトするにつれて、あなたは第二の色がますます形成され始め、ある時点で目はそれを検出し始めるでしょう。
たとえば、アルカリ性溶液中にメチルオレンジがあり、支配的な色が黄色になったとします。, 今度は、平衡がシフトし始めるように酸を加え始める。
ある時点で、溶液がオレンジ色の色合いを帯び始めるように、メチルオレンジの赤色の形態が十分に存在するであろう。 あなたがより多くの酸を加えるにつれて、赤は最終的にあなたがどんな黄色を見ることができないほど支配的になるでしょう。大まかな”経験則”として、目に見える変化は、pKind値の1pH単位の両側について起こります。,p>
インジケータ | pKind | pH範囲 |
---|---|---|
リトマス | 6.5 | 5-8 |
メチルオレンジ | 3.7 | 3.1-4.4 |
フェノールフタレイン | 9.3 | 8.3-10.0 |
リトマスの色の変化は異常に広い範囲で起こりますが、ph7前後で色が変化するため、実験室で酸やアルカリを検出するのに有用です。, メチルオレンジやフェノールフタレインはあまり有用ではない。
これは図式的により簡単に見ることができます。
たとえば、phが4.4より大きい溶液では、メチルオレンジは黄色になります。 それは5のphの弱い酸か14のpHの強いアルカリの間で区別できませんでした。
滴定の指標を選択する
滴定の等価点は、二つの物質を正確に式の割合で混合した場所であることに注意してください。, 明らかに、その等価点にできるだけ近い色を変える指標を選択する必要があります。 それは滴定から滴定に変わります。
強酸v強塩基
次の図は、強塩基に強酸を添加するためのpH曲線を示しています。 メチルオレンジとフェノールフタレインのpH範囲が重ね合わされています。
どちらのインジケータも等価点で色が変わらないことがわかります。,
しかし、グラフはその時点で非常に急であり、選択した指標に加えられる酸の量に実質的に違いはありません。 しかし、各指標で可能な限り最高の色に滴定することは理にかなっています。
フェノールフタレインを使用する場合は、等価点に到達できるだけ近いため、無色になるまで滴定します(pH8.3)。
一方、メチルオレンジを使用すると、溶液中にオレンジの非常に最初の痕跡があるまで滴定します。, 解が赤になると、等価点からさらに遠くになります。
強酸v弱塩基
今回は、フェノールフタレインが完全に役に立たないことは明らかです。 しかし、メチルオレンジは、等価点に非常に近い黄色からオレンジに向かって変化し始める。
曲線の急なビットで色を変えるインジケータを選択する必要があります。
弱酸v強塩基
今回は、メチルオレンジは絶望的です!, しかし、フェノールフタレインは、あなたがそれを望む場所で正確に色を変えます。
弱酸v弱塩基
曲線は、酸と塩基の両方が等しく弱い場合、例えば、エタン酸およびアンモニア溶液である。 他のケースでは、等価点は他のpHにあります。
どちらの指標も使用されていないことがわかります。 フェノールフタレインは等価点の前によく変化し終わり、メチルオレンジはグラフから完全に落ちる。,
等価点で変化し始めたり、変化し終わったりする指標を見つけることは可能かもしれませんが、等価点のpHはケースごとに異なるため、一般化することはできません。
全体的に、指標の存在下で弱酸と弱塩基を滴定することは決してありません。
炭酸ナトリウム溶液と希塩酸
これは興味深い特殊なケースです。, フェノールフタレインまたはメチルオレンジを使用すると、両方とも有効な滴定結果が得られますが、フェノールフタレインの値はメチルオレンジの
フェノールフタレインは、炭酸水素ナトリウムが生成される反応の前半の等価点の正確なpHで色の変化を終えたことが起こる。
メチルオレンジは、反応の第二段階の等価点の正確なpHで色を変化させる。,
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