Щелочь фенолфталеин

Индикатор pH. Цвет индикатора Изменение цвекта индикатора в зависитмости от кислотности среды

Известны несколько сот кислотно-основных индикаторов, искусственно синтезированных начиная с середины XIX в. С некоторыми из них можно познакомиться в школьной химической лаборатории. Индикатор pH метиловый оранжевый (метилоранж) в кислой среде красный, в нейтральной — оранжевый, а в щелочной — жёлтый. Более яркая цветовая гамма свойственна индикатору тимоловому синему: в кислой среде он малиново-красный, в нейтральной — жёлтый, а в щелочной — синий. Индикатор pH фенолфталеин (он продаётся в аптеке под названием «пурген») в кислой и нейтральной среде бесцветен. Цвет индикатора в щелочной среде имеет малиновую окраску. Поэтому фенолфталеин используют лишь для определения щелочной среды. В зависимости от кислотности среды изменяет окраску и краситель бриллиантовый зелёный (его спиртовой раствор используется как дезинфицирующее средство — «зелёнка»). Для того чтобы проверить это, надо приготовить разбавленный раствор бриллиантового зелёного: налить в пробирку несколько миллилитров воды и добавить в неё одну-две капли аптечного препарата. Раствор приобретёт красивый зелёно-голубой цвет. В сильнокислой среде его окраска сменится жёлтой, а в сильнощелочной среде — цвет индикатора исчезнет (раствор станет прозрачным).

Однако наиболее часто в лабораторной практике используется универсальный индикатор pH — смесь нескольких кислотно-основных индикаторов.

Процесс образования окрашенного дианиона хиноидной структуры(III), который образуется в результате взаимодействия фенолфталеина с разбавленным раствором щёлочи (рН8,5), можно представить следующим образом:

Под действием щёлочи в бесцветном фенолфталеине происходит размыкание (гидролиз) γ-лактонного кольца, и возникший бесцветный спирт (I) самопроизвольно отщепляет молекулу воды с образованием мононатриевой соли (II) жёлтого цвета. Дальнейшее взаимодействие со щёлочью приводит к образованию динатриевой соли (III) и к углублению окраски до малиновой, что обусловлено удлинением цепи сопряжения .

В сильнощелочной среде (рН10) наблюдается обесцвечивание раствора в результате перехода динатриевой соли (III) в тринатриевую соль (IV), в которой кольца не сопряжены между собой.

В кислой среде он бесцветен, так как слабые бензольные хромофоры изолированы, автономны и в π,π – взаимодействие (сопряжение) друг с другом не вступают:

Они разобщены Сsp3 – атомом углерода, который является изолятором, а не проводником π – электронов. В щелочной среде лактонный цикл разрывается, один из фенольных гидроксилов ионизирует, а Сsp3 — атом приобретает Сsp2 – конфигурацию, становясь проводником π – электронов между бензольными хромофорами, сверх того ещё поляризованными ауксохромами – СОО- и –О-. В концентрированной серной кислоте индикатор окрашивается в оранжевый цвет. Интенсивность окраски пурпурных щелочных растворов при стоянии уменьшается отчасти из-за образования бесцветного карбоксильного основания (это обратимое превращение), отчасти из-за необратимого окисления воздухом

Хромофор фенолфталеина

(щелочная форма, 1 = 553 нм, 1= 9000)

1.4 Получение фенолфталеина

Основным способом получения фенолфталеина является конденсация фенола с фталевым ангидридом. Данная реакция является частным случаем ацилирования по Фриделю-Крафтсу. Реакция протекает при нагревании с кислотным катализатором (концентрированная серная кислота или хлорида цинка):

Механизм реакции можно представить следующим образом :

сигма — комплекс

фенолфталеин

1.4.1 Методики получения фенолфталеина

Проанализировав литературные источники по данному вопросу было обнаружено, что во всех методических пособиях приводится одна и та же методика получения фенолфталеина. Она основывается на реакции представленной выше. Методика полностью подходит к нашим лабораторным условиям.

Для синтеза понадобится следующие реактивы, посуда и оборудование:

Ход синтез:

Смесь 5г фталевого ангидрида, 10г фенола и 2мл серной кислоты помещают в колбу и нагревают на песчаной бане в течении 1,5 часа, строго соблюдая температуру 125 – 130 С0 ( термометр в плаве и периодически перемешивая содержимое). Горячую смесь выливают в колбу со 100мл кипящей воды, отгоняют с водяным паром, не вступивший в реакцию фенол. Во избежание разбрызгивания и связанной с этим потерей вещества жидкость нужно всё время перемешивать. Окончание перегонки можно заметить по изменению мутности отгона: если отгон стекает мутноватый, значит перегонку следует продолжить, если отгон прозрачный, то перегонку можно прекращать. Раствору дают охладиться, после чего декантируют на воронку Бюхнера, стараясь по возможности не переносить осадок на фильтр. Затем продукт промывают декантацией двумя небольшими порциями холодной воды, присоединяют то, что всё-таки попало на фильтр, к основной массе твёрдого вещества в стакан, растворяют в небольшом количестве тёплого 4-5% гидроксида натрия и отделяют фильтрованием непрореагировавший фталевый ангидрид. К тёмно- красному фильтрату прибавляют уксусную кислоту до полного осаждения фенолфталеина, затем прибавляют 1-2 капли соляной кислоты и оставляют на 1 час.

Выделившийся фенолфталеин в виде желтоватого песка отсасывают на воронке Бюхнера. Сырой продукт переносят в стакан и растворяют при нагревании приблизительно в 10мл спирта. Горячий раствор отсасывают и промывают осадок на фильтре горячим спиртом. Фильтруют через смоченный спиртом фильтр от выделившихся капелек масла. Фильтрат переносят в фарфоровую чашку и нагревают на горячей песчаной бане для удаления значительной части спирта. Смесь в чашке оставляют стоять в течение 30 минут. Выделившиеся бесцветные или светло-желтые кристаллы отсасывают и высушивают на воздухе между листами фильтровальной бумаги.

Как сделать индикатор рН

Как сделать индикатор рН? Поступим таким образом.

Некоторые вещества, используемые нами в пищу, превосходно заменяют индикатор pH, применяемый в химических лабораториях.

1 СПОСОБ: Как сделать индикатор рН из сока чёрной смородины

Нарежьте тонкие лоскутки бумаги (1 х 5 см вполне подойдут), — бумага должна быть белая. Опустите несколько лоскутков бумаги в свежий сок смородины , — пусть полежат минут 5-6, пропитаются. Затем надо извлечь их из сока и дать высохнуть. Когда высохнет — индикатор pH будет готов. Опробуем его действие. Для этого опустим наш один индикатор pH в раствор кальцинированной соды, который вероятно имеется в хозяйстве (или продаётся в хозяйственных магазинах). Можно также использовать нашатырный спирт. Наш индикатор pH среагирует на раствор и изменит свой цвет на сине-зёлёную (ведь растворы кальцинированной соды и нашатырного спирта дают щелочную среду!). А теперь возьмите новый индикатор pH и капните на него уксусом или лимонным соком. Окраска измениться на ярко красную!

* Кальцинированная сода(или карбонат натрия)– Na2CO3 – белый порошок, применяемый в бытовом хозяйстве для чистки и мойки в качестве сильного отмывающего средства. Это средство прекрасно растворяется в воде, образуя при этом сильную щелочную среду. Раствор кальцинированной соды при кипячении очищает даже посуду со следами подгоревшей пищи. Голыми руками работать с раствором нельзя из-за большой химической активности.

Персоль. Это сложное вещество — соль, главная составная часть которой — связанный карбонат натрия и перекись водорода в одной молекуле 2Na2CO3*3H2O2. Химическое название этого сложного вещества — пероксокарбонат натрия — комплексная соль. По внешнему виду — это мелкие белые кристаллы. При нагревание это вещество легко разлагается, выделяя кислород и превращаясь в карбонат натрия (обычная стиральная сода Na2CO3) и воду. Персоль хороша тем, что практически не портит краски. С помощью персоли легко выводятся пятна от чая , кофе, фруктов, жира.

Пищевая сода (или гидрокарбонат натрия)– NaHCO3 – очень похожа на кальцинированную соду и отличается от неё по химическому составу лишь на один атом натрия. В кальцинированной соде атомы натрия заместили все атомы водорода, а в пищевой соде – «атомов натрия не хватило». Пищевая сода не опасная для употребления.

Используют эту соду для мойки посуды, особенно хорошо эта соль отмывает коричневый налёт (дубильную кислоту), оставляемый после выпитого чая на кружках. Пищевая сода значительно хуже растворяется в воде, чем кальцинированная (стиральная)сода, и, в отличии от последней, даёт очень слабую щелочную реакцию.

2 СПОСОБ:
Точно таким же образом можно приготовить сделать индикатор рН из сока шелковицы. Этот индикатор pH тоже прекрасно реагирует на кислоту или щёлочь. Индикатором может служить луковый отвар, но индикатор pH, изготовленный на его основе, имеет менее выраженные краски и особо не показателен.
При желании можно попробовать действие этих индикаторов на других растворах: стиральных порошках, мыле, нашатырном спирте, газированной воде и др. Если раствор имеет выраженную среду меньше или больше 4 по шкале pH), то каждый раз наш индикатор pH будет менять свой окрас где больше, где меньше – в зависимости от активности среды.

3 СПОСОБ:
Как сделать индикатор рН из сока черноплодной рябины. Цвет индикатора будет изменяться с фиолетового на голубой или синий в зависимости от pH раствора. Фиолетовую окраску сокам придают так называемые антоциановые красители, которые обладают свойствами индикаторов. В присутствии кислот они фиолетовые, а в нейтральной или щелочной среде — синие. Если несколько капель сока черноплодной рябины растворить в стакане с раствором соды, то она приобретёт синюю окраску. Наш индикатор pH будет фиолетовым, если его поместить в кислую среду (например уксус или лимонную кислоту).

4 СПОСОБ
Как сделать индикатор рН из цветной капусты. Потрите кусочек краснокачанной капусты на тёрке. Затем положите тёртую капусту в какую-нибудь посуду и наполовину заполните посуду водой. В течении 20-30 с прогрейте контейнер с капустой и водой. Вода должна стать горячей и приобрести темно-пурпурный цвет.
Встряхните посуду, перелейте пурпурную жидкость в кружку, при этом оставьте кусочки капусту в посудине. Всё индикатор pH готов. Разлейте раствор в несколько мелких колбочек и попробуйте смешать с разными веществами (лимонной кислотой, уксусом, раствором кальцинированной соды). Если среда кислая — значит индикатор изменит цвет с пурпурного на розовый, если щелочная — индикатор станет зелёным!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *