Onder die verskeidenheid organiese stowwe is daar spesiale verbindings wat gekenmerk word deur kleurveranderinge in verskillende omgewings. Voor die koms van moderne elektroniese pH-meters was aanwysers onontbeerlike "gereedskap" om die suur-basis-aanwysers van die omgewing te bepaal, en word steeds in laboratoriumpraktyke as hulpstowwe in analitiese chemie gebruik, en ook in die afwesigheid van die nodige toerusting.
Waarvoor is aanwysers?
Aanvanklik is die eienskap van hierdie verbindings om kleur in verskeie media te verander wyd gebruik om die suur-basis eienskappe van stowwe in oplossing visueel te bepaal, wat gehelp het om nie net die aard van die medium te bepaal nie, maar ook om te teken 'n gevolgtrekking oor die gevolglike reaksieprodukte. Aanwyseroplossings word steeds in laboratoriumpraktyke gebruik om die konsentrasie van stowwe deur titrasie te bepaal en laat jou toe om te leer hoe om geïmproviseerde metodes te gebruik vir 'n gebrek aanmoderne pH-meters.
Daar is 'n paar dosyne van sulke stowwe, wat elkeen sensitief is vir 'n taamlik smal area: gewoonlik oorskry dit nie 3 punte op die inligtingskaal nie. Danksy so 'n verskeidenheid chromofore en hul lae aktiwiteit onder mekaar, het wetenskaplikes daarin geslaag om universele aanwysers te skep wat wyd in laboratorium- en produksietoestande gebruik word.
Meesgebruikte pH-aanwysers
Dit is opmerklik dat hierdie verbindings, benewens die identifikasie-eienskap, 'n goeie kleurvermoë het, wat dit moontlik maak om vir die kleur van materiaal in die tekstielbedryf gebruik te word. Van die groot aantal kleuraanwysers in chemie, is die bekendste en mees gebruikte metieloranje (metieloranje) en fenolftaleïen. Die meeste ander chromofore word tans gemeng met mekaar gebruik, of vir spesifieke sinteses en reaksies.
Methyloranje
Baie kleurstowwe is vernoem na hul primêre kleure in 'n neutrale omgewing, wat ook waar is vir hierdie chromofoor. Metieloranje is 'n azo-kleurstof met 'n groepering - N=N - in sy samestelling, wat verantwoordelik is vir die oorgang van die kleur van die indikator na rooi in 'n suur omgewing, en na geel in 'n alkaliese een. Azo-verbindings self is nie sterk basisse nie, maar die teenwoordigheid van elektronskenkergroepe (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 en ander) verhoog die basaliteit van een van die stikstofatome,wat in staat word om waterstofprotone te heg volgens die skenker-aanvaarder-beginsel. Daarom, wanneer die konsentrasies van H+ ione in die oplossing verander word, kan 'n verandering in die kleur van die suur-basis-aanwyser waargeneem word.
Meer oor die maak van metieloranje
Kry metieloranje deur reaksie met diasotering van sulfaniensuur C6H4(SO3H)NH2 gevolg deur 'n kombinasie met dimetielanilien C6H5N(CH3)2. Sulfanielsuur word in 'n natriumalkali-oplossing opgelos deur natriumnitriet NaNO by te voeg 2, en dan afgekoel met ys om die sintese uit te voer by temperature so na as moontlik aan 0°C en soutsuur HCl word bygevoeg. Vervolgens word 'n aparte oplossing van dimetielanilien in HCl voorberei, wat in die eerste oplossing gegooi word wanneer dit afgekoel word, wat 'n kleurstof verkry. Dit word verder gealkaliseer, en donker oranje kristalle presipiteer uit die oplossing, wat na etlike ure afgefiltreer en in 'n waterbad gedroog word.
Fenolftaleïen
Hierdie chromofoor het sy naam gekry van die byvoeging van die name van die twee reagense wat by die sintese daarvan betrokke is. Die kleur van die aanwyser is opvallend vir sy kleurverandering in 'n alkaliese medium met die verkryging van 'n framboos (rooi-violet, framboos-rooi) tint, wat kleurloos word wanneer die oplossing sterk gealkaliseer word. Fenolftaleïen kan verskeie vorme aanneem, afhangende van die pH van die omgewing, en in sterk suur omgewings het dit 'n oranje kleur.
Hierdie chromofoor word geproduseer deur die kondensasie van fenol en ftaalzuuranhidried in die teenwoordigheid van sinkchloried ZnCl2 of gekonsentreerde swaelsuur H2 SO 4. In die vaste toestand is fenolftaleïenmolekules kleurlose kristalle.
Voorheen is fenolftaleïen aktief gebruik in die skepping van lakseermiddels, maar geleidelik is die gebruik daarvan aansienlik verminder as gevolg van die gevestigde kumulatiewe eienskappe.
Litmus
Hierdie aanwyser was een van die eerste reagense wat op vaste media gebruik is. Lakmoes is 'n komplekse mengsel van natuurlike verbindings wat uit sekere soorte ligene verkry word. Dit word nie net as 'n kleurmiddel gebruik nie, maar ook as 'n middel om die pH van die medium te bepaal. Dit is een van die eerste aanwysers wat deur die mens in chemiese praktyk begin gebruik word: dit word gebruik in die vorm van waterige oplossings of stroke filtreerpapier wat daarmee geïmpregneer is. Lakmus in die vaste toestand is 'n donker poeier met 'n effense ammoniak reuk. Wanneer dit in suiwer water opgelos word, word die kleur van die aanwyser pers, en wanneer dit versuur word, word dit rooi. In 'n alkaliese medium word lakmoes blou, wat dit moontlik maak om dit as 'n universele aanwyser vir die algemene bepaling van die medium-aanwyser te gebruik.
Dit is nie moontlik om die meganisme en aard van die reaksie wat plaasvind wanneer pH verander in die strukture van lakmoeskomponente akkuraat vas te stel nie, aangesien dit tot 15 verskillende verbindings kan insluit, waarvan sommigehulle kan onafskeidbare aktiewe bestanddele wees, wat hul individuele studies van chemiese en fisiese eienskappe bemoeilik.
Universele aanwyserpapier
Met die ontwikkeling van wetenskap en die koms van aanwyservraestelle het die daarstelling van omgewingsaanwysers baie eenvoudiger geword, aangesien dit nou nie nodig was om klaargemaakte vloeibare reagense vir enige veldnavorsing te hê nie, wat wetenskaplikes en forensiese wetenskaplikes steeds suksesvol gebruik. So, oplossings is vervang deur universele aanwyser vraestelle, wat, as gevolg van hul wye spektrum van aksie, byna heeltemal uitgeskakel het om enige ander suur-basis aanwysers te gebruik.
Die samestelling van die geïmpregneerde stroke kan van vervaardiger tot vervaardiger verskil, dus kan 'n benaderde lys van bestanddele soos volg wees:
- fenolftaleïen (0-3, 0 en 8, 2-11);
- (di)metielgeel (2, 9–4, 0);
- metieloranje (3, 1–4, 4);
- metielrooi (4, 2–6, 2);
- bromotimolblou (6, 0–7, 8);
- α‒naftolftaleïen (7, 3–8, 7);
- timolblou (8, 0–9, 6);
- kresolftaleïen (8, 2–9, 8).
Die verpakking bevat noodwendig kleurskaalstandaarde wat jou toelaat om die pH van die medium van 0 tot 12 (ongeveer 14) met 'n akkuraatheid van een heelgetal te bepaal.
Hierdie verbindings kan onder meer saam in waterige en water-alkoholoplossings gebruik word, wat die gebruik van sulke mengsels baie gerieflik maak. Sommige van hierdie stowwe kan egter swak oplosbaar in water wees, daarom is dit nodigkies universele organiese oplosmiddel.
As gevolg van hul eienskappe, het suur-basis-aanwysers hul toepassing gevind in baie velde van wetenskap, en hul diversiteit het dit moontlik gemaak om universele mengsels te skep wat sensitief is vir 'n wye reeks pH-aanwysers.
