Penunjuk Tashiro: Merah Metil dan Biru Metilena

Penunjuk campuran Tashiro menggabungkan merah metil dan biru metilena untuk memudahkan pembacaan pentitratan asid-bes. Merah metil memberikan tindak balas yang bergantung pada pH; biru metilena mengubah kontras warna yang terhasil. Peralihan daripada hijau kepada ungu dalam campuran ini tidak sepatutnya ditafsirkan sebagai pewarna biru mengalami penurunan kepada bentuk tidak berwarna seperti yang lazim diketahui.

Formulasi memainkan peranan penting. Nama pada botol mengenal pasti keluarga penunjuk, tetapi makmal masih memerlukan maklumat komposisi, peralihan yang didokumenkan, dan kaedah yang menetapkan masa untuk berhenti menambahkan titran.

Sumbangan setiap pewarna

Merah metil ialah penunjuk asid-bes. Bentuk terproton dan ternyahprotonnya mempunyai penyerapan cahaya tampak yang berbeza, maka perubahan nisbah antara kedua-duanya menghasilkan perubahan warna apabila pH berubah. Sebagai contoh, Sigma-Aldrich menetapkan peralihan daripada merah jambu kepada kuning dalam julat pH 4.2–6.2 untuk reagen merah metilnya.

Penambahan komponen biru mengubah warna yang dilihat oleh mata: bahagian kemerahan kelihatan lebih ungu, manakala bahagian kekuningan yang digabungkan dengan biru kelihatan hijau. Ini sering digambarkan sebagai penapisan penunjuk. Perbezaan penting ialah antara komponen yang bertindak balas terhadap keasidan dengan komponen yang mengubah penampilan visualnya. Mencampurkan pewarna ini tidak menjadikan biru metilena suatu meter pH sejagat.

Bandingkan tiga keadaan ini sebelum mentafsirkan sesuatu warna:

Sistem penunjuk	Apakah yang menghasilkan isyarat?	Perkara yang boleh disimpulkan oleh pemerhati
Merah metil sahaja	Perubahan bentuk asid-bes	Larutan telah melalui peralihan pH penunjuk tersebut
Merah metil bersama biru metilena	Tindak balas pH yang dilihat melalui gabungan warna	Penunjuk campuran telah mencapai penampilan khusus formulasinya
Biru metilena dalam sistem penurunan	Penurunan pewarna biru, dengan kemungkinan pengoksidaan semula	Tindak balas redoks sedang berlaku; ini tidak mengenal pasti titik akhir pentitratan

Baris terakhir menerangkan eksperimen yang berbeza. Dalam demonstrasi botol biru Oxford, glukosa dalam keadaan beralkali menurunkan biru metilena kepada bentuk tidak berwarna, dan oksigen yang dimasukkan memulihkan warna biru. Keadaan tersebut menerangkan kitaran redoks, bukan bacaan asid-bes yang dimaksudkan untuk Tashiro. Perbezaan yang lebih luas ini dibincangkan dalam kimia redoks biru metilena.

Formulasi yang didokumenkan dan arah perubahan warnanya

Helaian teknikal ITW Reagents untuk produk 282430, edisi 5 bertarikh Oktober 2018, menetapkan 100 mg merah metil dan 50 mg biru metilena, dengan 10.4 mL air serta etanol mutlak yang mencukupi untuk menghasilkan 100 mL. Helaian itu menyatakan produk tersebut digunakan untuk pentitratan ammonia dan mendokumenkan warna merah-ungu pada pH 4.4 serta hijau pada pH 5.8.

Ini menghasilkan rajah khusus formulasi berikut:

pH 4.4, merah-ungu → pH meningkat → pH 5.8, hijau

pH 5.8, hijau → pH menurun → pH 4.4, merah-ungu

Anak panah menerangkan arah perubahan sepanjang julat penunjuk. Ia tidak menetapkan mana-mana hujung julat sebagai titik berhenti bagi setiap analisis. Helaian tersebut tidak menetapkan titik akhir kelabu yang tepat, maka pH titik kelabu sejagat tidak boleh diperoleh daripada spesifikasi ini.

Perhatikan juga bahawa warna hijau pada pH 5.8 masih bersifat asid dalam keadaan akueus biasa. Menyebut warna-warna ini sekadar sebagai “asid” dan “alkali” boleh mengaburkan perkara ini: bahagian hijau ialah bahagian peralihan dengan pH yang lebih tinggi, bukan bukti bahawa sampel berada di atas pH 7.

Perkara yang sebenarnya diukur oleh pentitratan ammonia

Penunjuk memberikan isyarat masa untuk membaca buret. Kuantiti analit diperoleh daripada penggunaan titran yang diukur, kepekatannya yang telah dipiawaikan, dan stoikiometri tindak balas. Warna hijau yang lebih pekat tidak, dengan sendirinya, mengukur kuantiti ammonia yang lebih banyak.

Sebagai contoh kaedah yang khusus, Kaedah EPA 350.2 versi lama yang diterbitkan semula oleh NEMI menyuling ammonia ke dalam asid borik dan menentukannya melalui pentitratan dengan asid sulfurik yang telah dipiawaikan. Penunjuk campurannya menggunakan dua bahagian isi padu larutan stok merah metil 0.2% dengan satu bahagian isi padu larutan stok biru metilena 0.2%, kedua-duanya dalam etanol 95%. Kaedah ini mengarahkan penganalisis supaya memadankan titik akhir dengan blanko yang mengandungi isi padu air dan asid borik yang sepadan.

Resipi ini dan formulasi komersial di atas mempunyai nisbah jisim pewarna yang sama, tetapi kepekatan dan komposisi pelarutnya berbeza. Oleh itu, nisbah yang sepadan bukan bukti yang mencukupi bahawa dua botol boleh saling menggantikan. Prosedur ini juga berkaitan dengan nitrogen ammonia dan secara jelas mengecualikan jumlah nitrogen Kjeldahl daripada skopnya. Penggunaan penunjuk yang sama tidak menjadikan dua penentuan nitrogen itu ujian yang sama.

Gunakan dokumen tersebut untuk memahami aliran kerja analisis yang ditetapkan, bukannya menganggap edisi lamanya menentukan keperluan pelaporan semasa. Kaedah yang diguna pakai oleh makmal mesti mengenal pasti edisi yang berkenaan dan kawalan kualitinya.

Titik akhir dan titik kesetaraan adalah berbeza

IUPAC mentakrifkan pentitratan dan titik akhirnya berdasarkan pengenalpastian selesainya sesuatu tindak balas; titik kesetaraan pula sepadan dengan kesetaraan kimia yang tepat. Isyarat yang kelihatan berguna apabila ia berlaku cukup hampir dengan titik tersebut untuk tujuan kaedah berkenaan.

Andaikan dua penganalisis mentitrat sampel yang serupa. Seorang berhenti apabila larutan sepadan dengan blanko yang ditetapkan. Seorang lagi meneruskan sehingga warna ungu paling tepu kelihatan. Penganalisis kedua telah memilih titik akhir yang berbeza dan mungkin menggunakan titran berlebihan. Persetujuan tentang nama warna akhir tidak menjamin persetujuan tentang kuantiti yang diukur.

Inilah sebabnya bahan rujukan latihan perlu menetapkan pembanding, keadaan pemerhatian, dan kriteria kekekalan warna yang diperlukan oleh kaedah. Imej pada skrin boleh menerangkan arah perubahan, tetapi pembanding makmal menjadi asas pertimbangan operasi.

Semakan praktikal sebelum menggantikan penunjuk atau menyelesaikan masalahnya

Gunakan lembaran kerja ini apabila warna kelihatan tidak betul atau botol pengganti dicadangkan:

Semakan	Catatan	Sebab perkara ini mempengaruhi tafsiran
Identiti reagen	Nama kedua-dua pewarna dan kod produk	Penunjuk campuran dengan nama yang serupa mungkin mengandungi bahan kimia yang berbeza
Formulasi	Kepekatan pewarna, nisbah, dan pelarut	Nisbah sahaja tidak menjelaskan perbezaan penting
Prosedur	Kaedah, edisi, penambahan penunjuk, dan arah pentitratan	Spesifikasi botol tidak menentukan keseluruhan analisis
Rujukan titik akhir	Blanko atau pembanding yang diperlukan dan peraturan berhenti	“Ungu” boleh merangkumi beberapa penampilan yang berbeza secara visual
Kelakuan luar jangka	Sama ada perubahan berlaku selepas penambahan titran, dibiarkan, atau pengudaraan	Kitaran penyahwarnaan yang bergantung pada masa memerlukan siasatan melangkaui pH

Anggap blanko yang gagal memenuhi kriteria atau perubahan warna yang tidak dapat dijelaskan sebagai sebab untuk menyiasat reagen dan kaedah sebelum melaporkan keputusan. Menambahkan lebih banyak pewarna sehingga sampel kelihatan seperti yang biasa dilihat mengubah keadaan pemerhatian dan boleh menyembunyikan masalah asal.

Untuk memilih peranan pewarna yang sesuai dalam ujian yang berbeza, mulakan dengan biru metilena dalam pengujian analisis. Untuk pentitratan Tashiro, dokumentasikan formulasi pewarna, titik akhir visual, dan pengiraan analisis bersama-sama.