Индикаторы кислот и оснований
Те, кто знаком с химией и садоводством, взглянув на фотографии, скажет, что гортензия на левом фото растет в кислой почве, а на правом - в щелочной.
Почему?
Все очень просто, нюанс заключается в цвете гортензии: красный цвет свидетельствует в пользу кислотной среды, синий - щелочной.
Таким образом, можно сказать, что гортензия является природным индикатором кислот и оснований, поскольку меняет свой цвет, в зависимости от наличия кислоты или основания.
При помощи индикаторов химики идентифицируют кислоту или основание. Наибольшее распространение в качестве химических индикаторов получили лакмусовая бумага и фенолфталеин.
Лакмусовая бумага
Лакмусовая бумага является дешевым быстродействующим средством для определения кислой или основной среды.
Лакмусовая бумага получается путем нанесения лакмуса на обыкновенную пористую бумагу. Лакмус добывается непосредственно из определенного вида лишайников, которые являются симбиозом водорослей и грибков.
Лакмус бывает трех видов:
- красный лакмус - используется для определения оснований;
- синий лакмус - для кислот;
- нейтральный лакмус - используется для определения как кислот, так и оснований.
Фенолфталеин
Фенолфталеин является прозрачной жидкостью, которая остается бесцветной в кислой среде, и меняет свой цвет на малиновый - в щелочной.
Основное применение фенолфталеин нашел в процессах титрования, когда концентрация кислоты (основания) определяется путем реакции нейтрализации основанием (кислотой) известной концентрации.
Процесс титрования проводится следующим образом (определяется молярная концентрация раствора соляной кислоты):
- В колбу Эрленмейера помещается определенный известный объем HCl (например 50 мл).
- К соляной кислоте в колбу добавляется пару капель фенолфталеина (раствор остается прозрачным, поскольку является кислым).
- При помощи бюретки вводятся малые порции стандартного раствора гидроксида натрия известной молярности.
- Гидроксид натрия добавляется до тех пор, пока, не имеющий цвета раствор в колбе начнет приобретать едва уловимый розовый оттенок - этот этап является конечной точкой титрования (кислота полностью нейтрализована щелочью).
Допустим, что для нейтрализации 50 мл HCl в нашем случае понадобилось 70 мл 0,200 М раствора NaOH:
HCl+NaOH → H2O+NaCl
Молярные соотношения кислоты и основания, участвующих в реакции, равны. Таким образом, можно установить кол-во молей основания, которое потребовалось для достижения точки титрования, значит, можно вычислить и концентрацию количества молей HCl. Зная объем раствора кислоты, можно установить его молярность.
(0,200 M NaOH/л)(0,070 л/1)(1 M HCl/1 M NaOH)(1/0,050 л) = 0,28 M HCl
Титрование основания проводится аналогичным образом (добавляется стандартный раствор кислоты известной концентрации), конечной точкой титрования является момент обесцвечивания раствора.
