Лабораторная работа № 5.
Тема: Определение pH среды.
Цель: Ознакомление с колориметрическим методом определения pH среды.
Должны знать: диссоциация воды; нейтральная, кислая, щелочная среда; водородный показатель; способы определения pH среды; приемы безопасной работы в химической лаборатории.
Должны уметь: определять кислотно-щелочные свойства растворов опытным путем; соблюдать правила техники безопасности при работе в химической лаборатории; использовать лабораторную посуду и оборудование.
Реактивы и оборудование: набор индикаторов: метиловый фиолетовый, метиловый оранжевый, метиловый красный, бромкрезоловый пурпуровый, феноловый красный, фенолфталеин, тимолфталеин, трепеолин 0, универсальная индикаторная бумага, исследуемые растворы, пробирки.
Литература: Физическая и коллоидная химия (в общественном питании): учебное пособие / – М.: Альфа-М; 2006/ гл.3, п 3.1.
Теоретическое пояснение
Водородные ионы занимают особое положение среди других ионов вследствие их влияния на ход многих реакций, протекающих в растворе. Для характеристики среды пользуются водородным показателем (pH), который вычисляют по формуле
pH = - lg (H+)
Для нейтральной среды (Н+) = (ОН-) = 10-7 моль/л, pH = 7
В кислых средах (Н+) (ОН-) pH 7
В щелочных средах (Н+) (ОН-) pH 7
Один из способов определения pH основан на использовании веществ-индикаторов, изменяющих свою окраску в зависимости от степени активной кислотности или щелочности. Метод определения концентрации ионов водорода, основанный на изменении цвета индикаторов, называется колориметрическим.
Ход работы
Опыт № 1. Определение pH прозрачных бесцветных жидкостей.
Получите у преподавамл исследуемого раствора и определите его pH.
Пользуясь набором индикаторов, приведенным в табл. 1, можно определить pH раствора с точностью до 1.
Изменение цвета индикатора при различных значениях pH (табл. 1)
Индикатор | pH | Цвет индикатора |
Метиловый фиолетовый | 0,5 – 1 – 2 - 3 | желтый-зеленый-голубой-фиолетовый |
метиловый оранжевый | 3-4-5 | красный-оранжевый-желтый |
метиловый красный | 4,4 - 6,2 | красный-желтый |
бромкрезоловый пурпуровый | 5,2 -6,8 | желтый-пурпурово-фиолетовый |
феноловый красный | 6,8 - 8 | желтый – красный |
фенолфталеин | 8 – 9 - 10 | бесцветный-бледно-розовый-малиновый |
тимолфталеин | 9,3 – 10,5 | бесцветный – синий |
ализарин желтый | 10 – | желтый-оранжевый-лиловый |
трепеолин 0 | 11 – | желтый-оранжевый-коричневый. |
Для работы используйте тщательно вымытые пробирки. Налейте в пробирку 1 мл исследуемого раствора и добавьте 1-2 капли фенолового красного. Если раствор окрасился в желтый цвет, то pH 6,8. Если же раствор красный, то pH 8. Появление красной окраски раствора свидетельствует о том, что среда щелочная. Для более точного определения возьмите новую порцию раствора добавьте фенолфталеина. Если раствор слабо-розовый, то pH = 9, при красном цвете pH 10. Чтобы определить его точное значение в последнем случае, налейте опять 1 мл раствора и добавьте тимолфталеина. При синей окраске раствора pH больше 10,5. Для уточнения величины pH к новой порции исследуемого раствора добавьте ализарин. При желтом цвете раствора pH = 10, при оранжевом 11, при лиловом pH 12. Если pH раствора больше 12, то новую порцию исследуемого раствора проверьте индикатором тропеолином 0.
Аналогично проводят определение pH раствора, если после добавления фенолового красного раствор окрасился в желтый цвет. При этом индикаторы берут в иной последовательности. После фенолового красного к новой порции исследуемого раствора добавьте бромкрезоловый пурпуровый. Если раствор окрасился в желтый цвет, то pH 5.2. Затем испытайте раствор метиловым красным, который при pH 4,4 меняет свой цвет на красный. Новое определение pH можно провести метиловым оранжевым, который при pH = 5 окрашивает раствор в желтый цвет, при pH = 4 - в оранжевый, а при pH 3 – в красный. В последнем случае к исследуемому раствору добавьте метиловый фиолетовый; фиолетовый цвет соответствует pH = 3, голубой – pH = 2, зеленый - pH = 1 и желтый pH = 0,5.
Опыт № 2. Определение pH раствора с помощью универсального индикатора.
На универсальную индикаторную бумажку наносят 2 -3 капли исследуемого раствора. Сравнивают окраску индикатора с цветной шкалой на бумаге универсального индикатора.
Этот метод грубый (точность 0,5 pH), но довольно быстрый.
Контрольные вопросы
1. Что характеризует водородный показатель?
2. Для чего нужны индикаторы?
3. Какой метод определения pH называют колометрическим?
4. Какие растворы называются буферными?
5. Почему необходимо учитывать значение pH в кулинарных процессах
