Метилово червено и метиленово синьо: как работи индикаторът на Таширо

Смесеният индикатор на Таширо съчетава метилово червено и метиленово синьо, за да улесни визуалното отчитане при киселинно-основно титруване. Метиловото червено осигурява зависимата от pH реакция; метиленовото синьо променя получения цветови контраст. Преходът от зелено към виолетово в тази смес не бива да се тълкува като познатата редукция на синьото багрило до безцветна форма.

Съставът е от значение. Наименованието върху бутилката обозначава група индикатори, но лабораторията все пак се нуждае от данни за състава, документиран цветови преход и метод, който определя кога да се спре добавянето на титрант.

Каква е ролята на всяко багрило

Метиловото червено е киселинно-основен индикатор. Неговите протонирана и депротонирана форма имат различна абсорбция във видимата област, така че промяната в съотношението им води до промяна на цвета при изменение на pH. Например Sigma-Aldrich посочва преход от розово към жълто в интервала pH 4.2–6.2 за своя реактив метилово червено.

Добавянето на син компонент променя възприемания цвят: червеникавата страна изглежда по-виолетова, а жълтеникавата в комбинация със синьото изглежда зелена. Това често се описва като екраниране на индикатора. Важно е да се различават компонентът, който реагира на киселинността, и компонентът, който изменя визуалното му проявление. Смесването на багрилата не превръща метиленовото синьо в универсален pH-метър.

Сравнете трите ситуации, преди да тълкувате даден цвят:

Последният ред описва различен експеримент. В демонстрацията „Синя бутилка“ на Оксфорд глюкозата в алкална среда редуцира метиленовото синьо до безцветна форма, а внесеният кислород възстановява синия цвят. Тези условия обясняват окислително-редукционен цикъл, а не предвиденото киселинно-основно показание на индикатора на Таширо. По-общото разграничение е разгледано в окислително-редукционната химия на метиленовото синьо.

Документиран състав и посока на цветовия преход

Техническият лист на ITW Reagents за продукт 282430, издание 5 от октомври 2018 г., посочва 100 mg метилово червено и 50 mg метиленово синьо, с 10.4 mL вода и достатъчно абсолютен етанол за получаване на 100 mL. В него продуктът е предназначен за титруване на амоняк и са документирани червено-виолетов цвят при pH 4.4 и зелен цвят при pH 5.8.

Това дава следната схема, специфична за този състав:

pH 4.4, червено-виолетово → повишаване на pH → pH 5.8, зелено

pH 5.8, зелено → понижаване на pH → pH 4.4, червено-виолетово

Стрелката показва посоката на преминаване през индикаторния интервал. Тя не предписва който и да е от краищата на интервала като точка на спиране за всеки анализ. Листът не определя точна сива крайна точка, затова от тази спецификация не може да се изведе универсална стойност на pH за сивото оцветяване.

Обърнете внимание също, че при обичайни условия във воден разтвор pH 5.8 все още е киселинно, въпреки зеления цвят. Описването на цветовете просто като „киселинен“ и „алкален“ може да прикрие това: зелената страна е страната с по-високо pH в прехода, а не доказателство, че pH на пробата е над 7.

Какво всъщност измерва титруването на амоняк

Индикаторът показва кога да се отчете бюретата. Количеството на аналита се определя от измерения разход на титрант, стандартизираната му концентрация и стехиометрията на реакцията. По-интензивният зелен цвят сам по себе си не показва количествено повече амоняк.

Като конкретен пример за метод, историческият метод на EPA 350.2, възпроизведен от NEMI, предвижда дестилиране на амоняка в борна киселина и определянето му чрез титруване със стандартизирана сярна киселина. Смесеният му индикатор използва два обема 0.2% изходен разтвор на метилово червено с един обем 0.2% изходен разтвор на метиленово синьо, и двата в 95% етанол. Методът инструктира аналитика да установи крайната точка чрез съпоставяне с празна проба, съдържаща съответните обеми вода и борна киселина.

Тази рецепта и търговският състав по-горе имат еднакво масово съотношение на багрилата, но различни концентрации и състав на разтворителя. Следователно съвпадащото съотношение не е достатъчно доказателство, че две бутилки са взаимозаменяеми. Процедурата се отнася и до амонячния азот и изрично изключва общия азот по Келдал от своя обхват. Използването на един и същ индикатор не прави две определения на азот един и същ анализ.

Използвайте този документ, за да разберете конкретно определен аналитичен работен процес, а не за да приемате, че историческото му издание определя текущите изисквания за отчитане. Методът, възприет от лабораторията, трябва да посочва приложимото издание и съответните процедури за контрол на качеството.

Крайната точка и еквивалентната точка са различни

IUPAC определя титруването и неговата крайна точка чрез разпознаването на завършването на реакцията; еквивалентната точка съответства на точната химична еквивалентност. Видимият сигнал е полезен, когато е достатъчно близо до тази точка за целите на метода.

Да предположим, че двама аналитици титруват идентични проби. Единият спира, когато разтворът съответства на посочената празна проба. Другият продължава, докато се появи най-наситеното виолетово. Вторият аналитик е избрал различна крайна точка и може да изразходва излишен титрант. Съгласието относно наименованието на крайния цвят не гарантира съгласие относно измереното количество.

Ето защо учебните материали трябва да посочват сравнителния образец, условията на наблюдение и изисквания от метода критерий за устойчивост на оцветяването. Изображение на екран може да обясни посоката на промяната, но лабораторният сравнителен образец определя практическата преценка.

Практическа проверка преди замяна на индикатор или търсене на причината за проблем

Използвайте този работен лист, когато цветът изглежда неправилен или се предлага заместваща бутилка:

Приемайте несъответстващата празна проба или необяснимата промяна в цвета като основание да изследвате реактива и метода, преди да съобщите резултатите. Добавянето на още багрило, докато пробата придобие познат вид, променя условията на наблюдение и може да прикрие първоначалния проблем.

За да изберете правилната роля на багрилото в друг анализ, започнете с метиленовото синьо в аналитичните изпитвания. При титрувания с индикатор на Таширо документирайте заедно състава на багрилната смес, визуалната крайна точка и аналитичното изчисление.