Kaip tiksliai išmatuoti organinių tirpiklių pH?
Visų pirma, griežtai kalbant, pH organiniuose arba nevandeniniuose tirpikliuose yra netikslus teiginys.
pH yra neigiamas vandenilio jonų koncentracijos logaritmas vandeniniame tirpale, tačiau vandeniniame tirpale nėra laisvų vandenilio jonų (protonų), tik vandenilio jonai H3O plius (dar sudėtingesni vandenilio jonai), o protoninių rūgščių jonizacijos pobūdis. vanduo yra protonų perdavimas, tegul rūgštis pavaizduota HA: HA plius H2O ⇌ A- plius H3O plius Tai reiškia, kad rūgštis HA perkelia protoną į vandenį, rūgštis tampa konjuguota baze A-, o vanduo tampa H3O. plius , H3O plius taip pat gali būti laikomas A rūgštimi, tada vanduo šioje jonizacijoje iš tikrųjų yra lygiavertis bazei.
PH matavimas iš tikrųjų yra H3O plius koncentracija vandeniniame tirpale, tiksliau, solvatuotų vandenilio jonų (H3O plius) aktyvumas vandeniniame tirpale. Nevandeniniuose tirpikliuose protonus pernešančios rūgšties tikslas nėra vanduo, o susidaręs H3O plius nėra. Todėl, norint palyginti rūgštingumą, reikia atsižvelgti į rūgšties gebėjimą dovanoti protonus. Geriausia nevartoti pH vertės matavimo sąvokos. Jei reikia naudoti apytikslį Sąvoką galima naudoti matuojant (ištirpusių) vandenilio jonų aktyvumą nevandeniniuose tirpiklių tirpaluose. Žinoma, jei norite pavadinti neigiamą solvatuotų vandenilio jonų aktyvumo logaritmą nevandeniniame tirpiklio tirpale, dar vadinamą „pH verte nevandeniniame tirpale“, tai gerai.
Pavyzdžiui, ledinės acto rūgšties tirpiklyje rūgšties HA jonizacija gali būti išreikšta taip: HA plius CH3COOH ⇌ A- plius CH3C(OH)2 plius CH3C(OH)2 plus yra solvatuotas vandenilio jonas ledinės acto rūgšties tirpiklyje, jo aktyvumas ( Jis gali būti apytikslis kaip neigiamas koncentracijos logaritmas praskiestame tirpale, taip pat gali būti vadinamas "pH reikšme" ledinės acto rūgšties tirpiklyje. Šio nevandeninio tirpiklio "pH vertė" nebūtinai paprastai yra tarp 0-14, o „neutralus“ nebūtinai atitinka pH=7, nes vandens jonų produktas (298,15 K) yra 1*10^ (-14). Yra maždaug du matavimai metodai, o pagrindinė idėja yra panaši į vandeninio tirpalo mintį:
1. Indikatoriaus metodas, pasirinkite indikatorių, kurio spalva gali pasikeisti, kai protonus gauna nevandeniniame tirpiklyje. Tiesą sakant, daugelis rūgščių-šarmų indikatorių gali būti naudojami nevandeniniuose tirpikliuose. pH bandymo popierius dažnai gali išmatuoti tam tikrą "pH vertę" nevandeniniuose tirpikliuose. Nedidelį kiekį fenolftaleino alkoholio tirpalo galima lašinti į koncentruotą sieros rūgštį arba koncentruotą fosforo rūgštį. Galima matyti ryškią raudoną spalvą. Oranžiškai geltoną spalvą sukelia fenolftaleino protonavimas stipria rūgštimi ir vandens praradimas, kad susidarytų tritilo teigiamos jonų struktūros junginys. Išmatuoti superrūgščių rūgštingumą, ty protonavimo gebėjimą, tai yra, naudoti atitinkamus indikatorius, taip pat kolorimetrinį arba spektrofotometrinį nustatymą. Jei galite pasirinkti tinkamą indikatorių ir pridėti spektrofotometriją, galite palyginti vandenilio jonų aktyvumą nevandeniniuose tirpiklių tirpaluose. Trūkumas yra tas, kad absoliučios vertės matavimas dažnai reikalauja sudėtingo kalibravimo, o tikslumas nėra didelis.
2. Potenciometrinis metodas, pasirenkamas vandenilio jonų selektyvus elektrodas (vandenilio jonus rodantis elektrodas) nevandeniniame tirpiklyje ir bendradarbiauja su etaloniniu elektrodu nustatymui. Labiausiai paplitęs vandenilio jonų selektyvus elektrodas – stiklo elektrodas, paprastai kalbant, gali būti naudojamas nevandeniniuose tirpikliuose, tačiau turi būti perkalibruojamas nevandeniniuose tirpikliuose; tačiau etaloninis elektrodas turi būti nevandeninio tirpalo etaloninis elektrodas, paprastai Gan. Gyvsidabrio elektrodas yra KCl vandeninis elektrolitas, kurio paprastai negalima tiesiogiai naudoti nevandeniniams tirpalams. Jei jis naudojamas nenoriai, dėl skysčio sankryžos potencialo įtakos tai lengvai sukels nestabilų matavimą ir padidins paklaidas. Geriausia rinktis nevandeniniams tirpalams tinkamą Ag-AgCl elektrodą. tt Jas tiekia daug gamintojų, o tinkamus jūsų naudojamam tirpikliui galite rasti internete. Prijunkite atitinkamą vandenilio jonų selektyvųjį elektrodą ir etaloninį elektrodą prie pH-metro ir jį galima išmatuoti kaip pH vertę vandeniniame tirpale, tačiau jis turi būti sukalibruotas, kad būtų galima tiksliai išmatuoti. Jei jis nekalibruotas, išmatuota "pH vertė" Tik nuoroda. Jei tai yra rūgšties ir šarmo titravimas nevandeniniame tirpiklyje, tiesiog naudokite potencialo arba „pH vertės“ šuolio tašką kaip ekvivalentiškumo tašką. pH matuoklio diapazonas taip pat turi būti tinkamai parinktas, o "pH vertė" nevandeniniuose tirpikliuose dažnai viršija 0-14 diapazoną.
