Metilraudonasis ir metileno mėlynasis: kaip veikia Tashiro indikatorius

Mišrusis Tashiro indikatorius sujungia metilraudonąjį ir metileno mėlynąjį, kad būtų lengviau stebėti rūgštinio-bazinio titravimo eigą. Metilraudonasis lemia nuo pH priklausantį atsaką, o metileno mėlynasis keičia susidarantį spalvų kontrastą. Šio mišinio perėjimo iš žalios į violetinę spalvą nereikėtų aiškinti kaip įprastos mėlynojo dažiklio redukcijos į bespalvę formą.

Sudėtis yra svarbi. Pavadinimas ant buteliuko nurodo indikatorių grupę, tačiau laboratorijai vis tiek reikia žinoti sudėtį, turėti dokumentuotą spalvos perėjimą ir metodą, kuriame apibrėžta, kada nustoti pilti titrantą.

Koks kiekvieno dažiklio vaidmuo

Metilraudonasis yra rūgštinis-bazinis indikatorius. Jo protonuota ir deprotonuota formos skirtingai sugeria regimąją šviesą, todėl kintant pH ir šių formų santykiui keičiasi spalva. Pavyzdžiui, savo metilraudonojo reagentui Sigma-Aldrich nurodo perėjimą iš rausvos į geltoną spalvą pH 4.2–6.2 intervale.

Pridėjus mėlyną komponentą, pasikeičia matoma spalva: rausva spalva atrodo labiau violetinė, o gelsva, susijungusi su mėlyna, atrodo žalia. Tai dažnai vadinama indikatoriaus ekranavimu. Svarbu atskirti komponentą, kuris reaguoja į rūgštingumą, nuo komponento, kuris keičia matomą spalvą. Sumaišius dažiklius, metileno mėlynasis netampa universaliu pH matuokliu.

Prieš interpretuodami spalvą, palyginkite tris situacijas:

Paskutinėje eilutėje aprašytas kitoks eksperimentas. Oksfordo mėlynojo buteliuko demonstracijoje gliukozė šarminėje terpėje redukuoja metileno mėlynąjį į bespalvę formą, o įleistas deguonis atkuria mėlyną spalvą. Šios sąlygos paaiškina redokso ciklą, o ne numatytą Tashiro indikatoriaus rūgštinį-bazinį atsaką. Platesnis šių procesų skirtumas aptariamas nagrinėjant metileno mėlynojo redokso chemiją.

Dokumentuota sudėtis ir spalvos kitimo kryptis

ITW Reagents produkto 282430 techniniame lape, 5 leidime, datuotame 2018 m. spalį, nurodyta 100 mg metilraudonojo ir 50 mg metileno mėlynojo, 10.4 mL vandens ir tiek absoliutaus etanolio, kad galutinis tūris būtų 100 mL. Jame nurodyta, kad produktas skirtas amoniako titravimui, ir dokumentuota raudonai violetinė spalva esant pH 4.4 bei žalia spalva esant pH 5.8.

Šią konkrečią sudėtį atitinka tokia schema:

pH 4.4, raudonai violetinė → didėjantis pH → pH 5.8, žalia

pH 5.8, žalia → mažėjantis pH → pH 4.4, raudonai violetinė

Rodyklė žymi kitimo kryptį indikatoriaus spalvos perėjimo intervale. Ji nenurodo, kad atliekant bet kurią analizę reikia sustoti ties vienu ar kitu intervalo galu. Techniniame lape nenustatytas tikslus pilkos spalvos baigties taškas, todėl iš šios specifikacijos negalima nustatyti universalaus pilkos spalvos taško pH.

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad esant pH 5.8 tirpalas įprastomis vandeninės terpės sąlygomis vis dar yra rūgštinis, nors indikatorius žalias. Spalvas vadinant tiesiog „rūgštine“ ir „šarmine“, šis faktas gali likti nepastebėtas: žalia spalva atitinka aukštesnio pH perėjimo pusę, o ne įrodo, kad mėginio pH viršija 7.

Kas iš tikrųjų matuojama titruojant amoniaką

Indikatorius parodo, kada nuskaityti biuretės rodmenį. Analitės kiekis nustatomas pagal išmatuotas titranto sąnaudas, jo standartizuotą koncentraciją ir reakcijos stechiometriją. Intensyvesnė žalia spalva savaime kiekybiškai neparodo didesnio amoniako kiekio.

Konkretus metodo pavyzdys – istorinis EPA metodas 350.2, pateiktas NEMI: amoniakas distiliuojamas į boro rūgšties tirpalą ir nustatomas titruojant standartizuotu sieros rūgšties tirpalu. Jo mišrusis indikatorius ruošiamas iš dviejų tūrio dalių 0.2% metilraudonojo pradinio tirpalo ir vienos tūrio dalies 0.2% metileno mėlynojo pradinio tirpalo; abu tirpalai paruošti 95% etanolyje. Pagal metodą analitikas turi nustatyti baigties tašką palygindamas su tuščiuoju mėginiu, kuriame yra atitinkami vandens ir boro rūgšties tūriai.

Šio recepto ir pirmiau aprašytos komercinės sudėties dažiklių masių santykis vienodas, tačiau skiriasi koncentracijos ir tirpiklių sudėtis. Todėl vien sutampantis santykis nėra pakankamas įrodymas, kad dviejų buteliukų reagentai gali pakeisti vienas kitą. Ši procedūra taip pat skirta amoniakiniam azotui nustatyti ir aiškiai neapima bendrojo azoto nustatymo Kjeldalio metodu. Tas pats indikatorius nereiškia, kad du azoto nustatymo būdai yra ta pati analizė.

Šį dokumentą naudokite apibrėžtai analitinei procedūrai suprasti, o ne prielaidai, kad jo istorinis leidimas reglamentuoja dabartinius rezultatų teikimo reikalavimus. Laboratorijos taikomame metode turi būti nurodytas aktualus leidimas ir jo kokybės kontrolės priemonės.

Baigties taškas ir ekvivalentinis taškas skiriasi

IUPAC titravimą ir jo baigties tašką apibrėžia pagal reakcijos pabaigos atpažinimą; ekvivalentinis taškas atitinka tikslų cheminį ekvivalentiškumą. Matomas signalas yra naudingas, kai pagal metodo paskirtį jis atsiranda pakankamai arti šio taško.

Tarkime, du analitikai titruoja vienodus mėginius. Vienas sustoja, kai tirpalo spalva sutampa su nurodyto tuščiojo mėginio spalva. Kitas titruoja toliau, kol pamato sodriausią violetinę spalvą. Antrasis analitikas pasirinko kitą baigties tašką ir gali sunaudoti titranto perteklių. Sutarimas dėl galutinės spalvos pavadinimo negarantuoja sutapimo dėl išmatuoto kiekio.

Todėl mokomojoje medžiagoje turėtų būti nurodytas palyginimo etalonas, stebėjimo sąlygos ir metodo reikalaujamas spalvos išlikimo kriterijus. Vaizdas ekrane gali paaiškinti kitimo kryptį, tačiau praktinį vertinimą lemia laboratorinis palyginimo etalonas.

Praktinė patikra prieš keičiant indikatorių ar ieškant problemos priežasties

Naudokite šią patikros lentelę, kai spalva atrodo netinkama arba siūloma naudoti kitą reagento buteliuką:

Reikalavimų neatitinkantį tuščiąjį mėginį ar nepaaiškinamą spalvos pokytį laikykite priežastimi patikrinti reagentą ir metodą prieš pateikiant rezultatus. Pilant daugiau dažiklio, kol mėginys įgauna įprastą spalvą, pakeičiamos stebėjimo sąlygos ir gali būti paslėpta pradinė problema.

Norėdami pasirinkti tinkamą dažiklio vaidmenį kitoje analizėje, pradėkite nuo straipsnio apie metileno mėlynąjį analitiniuose tyrimuose. Atliekant Tashiro titravimą, dažiklių sudėtį, vizualų baigties tašką ir analitinį skaičiavimą dokumentuokite kartu.