Metylčerveň a metylénová modrá: ako funguje Tashirov indikátor

Tashirov zmiešaný indikátor kombinuje metylčerveň a metylénovú modrú, aby sa priebeh acidobázickej titrácie dal ľahšie sledovať. Metylčerveň zabezpečuje odozvu závislú od pH; metylénová modrá mení výsledný farebný kontrast. Prechod zo zelenej na fialovú v tejto zmesi sa nemá interpretovať ako známa redukcia modrého farbiva na bezfarebnú formu.

Zloženie je dôležité. Názov na fľaši označuje skupinu indikátorov, no laboratórium stále potrebuje poznať zloženie, zdokumentovaný farebný prechod a metódu, ktorá určuje, kedy prestať pridávať titračné činidlo.

Čím prispieva každé farbivo

Metylčerveň je acidobázický indikátor. Jej protónovaná a deprotónovaná forma majú odlišnú absorpciu vo viditeľnej oblasti, takže zmena ich pomeru pri zmene pH spôsobuje zmenu farby. Napríklad Sigma-Aldrich uvádza prechod z ružovej na žltú v rozsahu pH 4.2–6.2 pre svoje činidlo metylčervene.

Pridanie modrej zložky mení to, čo oko vníma: červenkastá strana pôsobí viac fialovo, zatiaľ čo žltkastá strana v kombinácii s modrou pôsobí zeleno. Často sa to označuje ako optické clonenie indikátora. Dôležité je rozlišovať medzi zložkou, ktorá reaguje na kyslosť, a zložkou, ktorá upravuje jej vizuálny prejav. Zmiešaním farbív sa metylénová modrá nestáva univerzálnym pH-metrom.

Pred interpretáciou farby porovnajte tieto tri situácie:

Posledný riadok opisuje iný experiment. Pri oxfordskej demonštrácii „modrej fľaše“ glukóza v alkalickom prostredí redukuje metylénovú modrú na bezfarebnú formu a privedený kyslík obnovuje modrú farbu. Tieto podmienky vysvetľujú redoxný cyklus, nie zamýšľanú acidobázickú odozvu Tashirovho indikátora. Širšie rozlíšenie sa rozoberá v rámci redoxnej chémie metylénovej modrej.

Zdokumentované zloženie a smer farebnej zmeny

Technický list ITW Reagents pre produkt 282430, vydanie 5 z októbra 2018, uvádza 100 mg metylčervene a 50 mg metylénovej modrej s 10.4 mL vody a absolútnym etanolom v množstve potrebnom na doplnenie na 100 mL. Produkt je určený na titrácie amoniaku a list uvádza červenofialovú farbu pri pH 4.4 a zelenú pri pH 5.8.

Z toho vyplýva nasledujúca schéma špecifická pre toto zloženie:

pH 4.4, červenofialová → rastúce pH → pH 5.8, zelená

pH 5.8, zelená → klesajúce pH → pH 4.4, červenofialová

Šípka opisuje smer prechodu intervalom indikátora. Neurčuje ani jeden koniec intervalu ako bod ukončenia každej analýzy. List nestanovuje presný sivý koncový bod, takže z tejto špecifikácie nemožno odvodiť univerzálne pH sivého bodu.

Všimnite si tiež, že zelená farba pri pH 5.8 stále zodpovedá kyslému prostrediu za bežných podmienok vo vodnom roztoku. Označovanie farieb jednoducho ako „kyslá“ a „alkalická“ môže túto skutočnosť zakryť: zelená strana je stranou prechodu s vyšším pH, nie dôkazom, že vzorka má pH nad 7.

Čo titrácia amoniaku skutočne meria

Indikátor signalizuje, kedy odčítať údaj z byrety. Množstvo analytu sa určuje z nameranej spotreby titračného činidla, jeho štandardizovanej koncentrácie a stechiometrie reakcie. Intenzívnejšia zelená sama osebe neznamená väčšie množstvo amoniaku.

Konkrétnym príkladom je historická metóda EPA 350.2 sprístupnená prostredníctvom NEMI, pri ktorej sa amoniak destiluje do kyseliny boritej a stanovuje titráciou štandardizovanou kyselinou sírovou. Jej zmiešaný indikátor sa pripravuje z dvoch objemových dielov 0.2% zásobného roztoku metylčervene a jedného objemového dielu 0.2% zásobného roztoku metylénovej modrej, oba v 95% etanole. Metóda analytikovi prikazuje určiť koncový bod porovnaním so slepým pokusom obsahujúcim zodpovedajúce objemy vody a kyseliny boritej.

Tento recept a vyššie uvedené komerčné zloženie majú rovnaký hmotnostný pomer farbív, ale odlišné koncentrácie a zloženie rozpúšťadla. Zhodný pomer preto nie je dostatočným dôkazom, že obsah dvoch fliaš možno zamieňať. Postup sa navyše týka amoniakálneho dusíka a zo svojho rozsahu výslovne vylučuje celkový Kjeldahlov dusík. Použitie rovnakého indikátora neznamená, že dve stanovenia dusíka sú rovnakou analýzou.

Tento dokument používajte na pochopenie konkrétneho analytického postupu, nie na predpoklad, že jeho historické vydanie určuje súčasné požiadavky na vykazovanie výsledkov. Metóda prijatá laboratóriom musí určovať príslušné vydanie aj kontroly kvality.

Koncový bod a bod ekvivalencie sa líšia

IUPAC definuje titráciu a jej koncový bod na základe rozpoznania ukončenia reakcie; bod ekvivalencie zodpovedá presnej chemickej ekvivalencii. Viditeľný signál je užitočný, ak sa na účely danej metódy nachádza dostatočne blízko tohto bodu.

Predstavme si, že dvaja analytici titrujú rovnaké vzorky. Jeden skončí, keď roztok zodpovedá predpísanému slepému pokusu. Druhý pokračuje, kým sa neobjaví najsýtejšia fialová. Druhý analytik si zvolil iný koncový bod a môže spotrebovať nadbytok titračného činidla. Zhoda v pomenovaní konečnej farby nezaručuje zhodu v nameranom množstve.

Preto by školiaci materiál mal určovať porovnávací štandard, podmienky pozorovania a kritérium trvania farebnej zmeny požadované metódou. Obrázok na obrazovke môže vysvetliť smer zmeny, ale rozhodnutie pri práci určuje laboratórny porovnávací štandard.

Praktická kontrola pred výmenou indikátora alebo riešením problémov

Tento pracovný list použite, keď farba vyzerá nesprávne alebo sa navrhuje náhradná fľaša:

Nevyhovujúci slepý pokus alebo nevysvetlenú zmenu farby považujte za dôvod preveriť činidlo a metódu pred vykázaním výsledkov. Pridávanie ďalšieho farbiva, kým vzorka nezačne vyzerať známo, mení podmienky pozorovania a môže zakryť pôvodný problém.

Pri výbere správnej úlohy farbiva v inej analýze začnite článkom o metylénovej modrej v analytickom testovaní. Pri titráciách s Tashirovým indikátorom dokumentujte zloženie farbív, vizuálny koncový bod a analytický výpočet spoločne.