Metüülpunane ja metüleensinine: kuidas Tashiro indikaator toimib

Tashiro segaindikaator ühendab metüülpunase ja metüleensinise, et happe-aluse tiitrimise tulemust oleks lihtsam visuaalselt hinnata. Metüülpunane annab pH-st sõltuva reaktsiooni; metüleensinine muudab tekkivat värvikontrasti. Selle segu üleminekut rohelisest violetseks ei tohiks tõlgendada sinise värvaine tavapärase redutseerumisena värvituks vormiks.

Koostis on oluline. Pudeli nimetus viitab indikaatorite perekonnale, kuid labor vajab siiski koostise kirjeldust, dokumenteeritud värvusüleminekut ja meetodit, mis määrab, millal tiitrandi lisamine lõpetada.

Kummagi värvaine roll

Metüülpunane on happe-aluse indikaator. Selle protoneeritud ja deprotoneeritud vormid neelavad nähtavat valgust erinevalt, mistõttu nende osakaalude muutumine põhjustab pH muutudes värvusmuutuse. Näiteks Sigma-Aldrich määratleb oma metüülpunase reagendi värvusüleminekuks roosast kollaseks pH vahemikus 4.2–6.2.

Sinise komponendi lisamine muudab silmaga nähtavat värvust: punakas pool paistab violetsem, kollakas pool aga koos sinisega roheline. Seda kirjeldatakse sageli indikaatori taustvärvimisena. Oluline on eristada happesusele reageerivat komponenti sellest, mis muudab reaktsiooni visuaalset ilmet. Värvainete segamine ei muuda metüleensinist universaalseks pH-mõõturiks.

Enne värvuse tõlgendamist võrrelge kolme olukorda:

Viimane rida kirjeldab teistsugust katset. Oxfordi sinise pudeli demonstratsioonis redutseerib glükoos leeliselises keskkonnas metüleensinise värvituks vormiks ning lisatud hapnik taastab sinise värvuse. Need tingimused selgitavad redokstsüklit, mitte Tashiro indikaatori kavandatud happe-aluse näitu. Seda üldisemat erinevust käsitletakse metüleensinise redokskeemias.

Dokumenteeritud koostis ja selle värvusmuutuse suund

ITW Reagentsi toote 282430 tehniline andmeleht, 5. väljaanne kuupäevaga oktoober 2018, määrab koostiseks 100 mg metüülpunast ja 50 mg metüleensinist koos 10.4 mL vee ning absoluutse etanooliga kogumahuni 100 mL. See määratleb toote kasutusotstarbeks ammoniaagi tiitrimise ning dokumenteerib punakasvioletse värvuse pH 4.4 juures ja rohelise värvuse pH 5.8 juures.

Sellest tuleneb järgmine koostisepõhine skeem:

pH 4.4, punakasvioletne → pH tõuseb → pH 5.8, roheline

pH 5.8, roheline → pH langeb → pH 4.4, punakasvioletne

Nool kirjeldab liikumissuunda indikaatori üleminekuvahemikus. See ei määra vahemiku kumbagi otsa kõigi analüüside lõpetamispunktiks. Andmeleht ei määra täpset halli lõpp-punkti, seega ei saa sellest spetsifikatsioonist tuletada universaalset halli punkti pH-väärtust.

Pange tähele ka seda, et roheline värvus pH 5.8 juures tähendab tavapärastes vesilahuse tingimustes endiselt happelist keskkonda. Värvuste nimetamine lihtsalt „happeliseks” ja „leeliseliseks” võib seda varjata: roheline pool on ülemineku kõrgema pH-ga pool, mitte tõend selle kohta, et proovi pH on üle 7.

Mida ammoniaagi tiitrimine tegelikult mõõdab

Indikaator annab märku, millal büreti näit lugeda. Analüüdi kogus leitakse mõõdetud tiitrandikulu, tiitrandi standarditud kontsentratsiooni ja reaktsiooni stöhhiomeetria põhjal. Intensiivsem roheline värvus ei näita iseenesest suuremat ammoniaagi kogust.

Konkreetse meetodinäitena destilleerib ajalooline NEMI avaldatud EPA meetod 350.2 ammoniaagi boorhappesse ja määrab selle tiitrimisel standarditud väävelhappega. Selle segaindikaatoris kasutatakse kahte mahuosa 0.2% metüülpunase põhilahust ja üht mahuosa 0.2% metüleensinise põhilahust, mõlemad 95% etanoolis. Meetod juhendab analüütikut võrdlema lõpp-punkti pimeprooviga, mis sisaldab vastavaid vee ja boorhappe mahtusid.

Selle retsepti ja eespool kirjeldatud kaubandusliku koostise värvainete massisuhe on sama, kuid kontsentratsioonid ja lahustite koostised erinevad. Seetõttu ei tõenda ühesugune suhe piisavalt, et kahe pudeli sisu on omavahel asendatav. Protseduur käsitleb ka ammoniaaklämmastikku ning välistab sõnaselgelt oma kohaldamisalast Kjeldahli üldlämmastiku. Ühine indikaator ei muuda kaht lämmastiku määramist samaks analüüsiks.

Kasutage seda dokumenti konkreetse analüütilise töövoo mõistmiseks, mitte eeldamiseks, et selle ajalooline väljaanne määrab praegused aruandlusnõuded. Labori kasutusele võetud meetod peab määratlema kohaldatava väljaande ja selle kvaliteedikontrollid.

Lõpp-punkt ja ekvivalentpunkt on erinevad

IUPAC määratleb tiitrimise ja selle lõpp-punkti reaktsiooni lõppemise tuvastamise kaudu; ekvivalentpunkt vastab täpsele keemilisele ekvivalentsusele. Nähtav signaal on kasulik siis, kui see tekib meetodi eesmärgi jaoks sellele punktile piisavalt lähedal.

Oletame, et kaks analüütikut tiitrivad identseid proove. Üks lõpetab siis, kui lahus vastab määratud pimeproovile. Teine jätkab seni, kuni ilmub võimalikult küllastunud violetne värvus. Teine analüütik on valinud teistsuguse lõpp-punkti ja võib kulutada liigset tiitranti. Üksmeel lõppvärvuse nimetuse suhtes ei taga üksmeelt mõõdetud koguse suhtes.

Seetõttu peaks koolitusmaterjal täpsustama meetodiga nõutud võrdlusetaloni, vaatlustingimused ja värvuse püsimise kriteeriumi. Ekraanipilt võib selgitada muutuse suunda, kuid praktilise hindamise aluseks on laboris kasutatav võrdlusetalon.

Praktiline kontroll enne indikaatori asendamist või tõrkeotsingut

Kasutage seda töölehte, kui värvus tundub vale või pakutakse asenduspudelit:

Käsitlege pimeproovi ebaõnnestumist või seletamatut värvusmuutust põhjusena uurida reagenti ja meetodit enne tulemuste esitamist. Värvaine lisamine seni, kuni proov näeb tuttav välja, muudab vaatlustingimusi ja võib algse probleemi varjata.

Värvaine sobiva rolli valimiseks mõnes teises analüüsis alustage artiklist metüleensinine analüütilistes katsetes. Tashiro tiitrimiste puhul dokumenteerige värvainete koostis, visuaalne lõpp-punkt ja analüütiline arvutus koos.