О́кисно-відно́вні індика́тори (редо́кс-індика́ториТермін редокс походить від : — відновлення та — окиснення.) — хімічні індикатори, що застосовуються для визначення точки еквівалентності в окисно-відновних реакціях.
Найчастіше такими індикаторами є органічні сполуки, які виявляють окисно-відновні властивості, та металоорганічні, у яких по досягненню певного потенціалу змінюється ступінь окиснення металу. В обох випадках зміни в структурі супроводжуються зміною забарвлення сполуки.
Цікавий факт Це 600 000 стаття в українській Вікіпедії
Класифікація
У залежності від типу взаємодії розрізняють індикатори: загальні — змінюють своє забарвлення відповідно до потенціалу та незалежно від природи речовин у розчині (наприклад, дифеніламін, метиленовий синій); специфічні — дають реакцію лише із певними сполуками (крохмаль є індикатором на йод, тіоціанат-іони — на катіон Fe3+).
За схемою переходу кольору індикатори поділяють на: однобарвні — одна форма має колір, інша — безбарвна; двобарвні — обидві форми мають власні кольори.
Застосовувані індикатори повинні відповідати вимогам: добре розчинятися у воді, кислотах та інших типових середовищах для титрування; бути стійкими до дії світла, повітря, інших компонентів у розчині та стабільним при тривалому зберіганні; забарвлення окисненої та відновленої форм має чітко відрізнятися; інтервал потенціалу, на якому відбувається перехід між формами, має бути вузьким і відповідати стрибку на кривій титрування; забарвлення повинно змінюватися швидко, а відповідна реакція бути повністю оборотною, не зазнавати впливу сторонніх реакцій; зміна кольору розчину в кінцевий точці титрування повинна бути чіткою навіть при найменшій кількості додаваного індикатора.
Перебіг реакції
Загальною схемою дії індикатора є зворотна реакція відновлення його окисненої форми: Indox + ne- Indred
Інколи взаємодія також проходить за участі іонів H+: Indox + ne- + xH+ Indred; (x може набувати як додатних, так і від'ємних значень).
Ця реакція не впливає на поведінку індикаторів, однак спричинює додаткову витрату титранту.
У загальному вигляді потенціал індикатора, що бере участь у взаємодії, описується рівнянням Нернста: , де E0ox/red — стандартний потенціал для даної пари форм, що відповідає умові [Indox]=[Indred]
Вважається, що перехід забарвлення помітний за десятиразового переважання однієї форми над іншою. У цьому випадку множники в рівнянні набудуть вигляду і , що дорівнює 1 та -1 відповідно. З цього припущення випливає визначення інтервалу переходу забарвлення індикатора pT:
Наприклад, дифеніламін, який має стандартний потенціал 0,76 В і здійснює перехід за участі двох електронів, змінює забарвлення в діапазоні 0,76±0,03 В. При значеннях менше 0,73 В він є безбарвним, при більших за 0,79 переважає фіолетова форма. У проміжку 0,73—0,79 В забарвлення змінюється поступово.
Похибки при використанні індикаторів При використанні окисно-відновних індикаторів виділяється три похибки: хімічна — відсутність збігу кінцевої точки титрування (моменту зміни забарвлення) з реальною точкою еквівалентності. Момент зміни визначається потенціалом індикатора, на який можуть впливати pH середовища та іонна сила розчину, тому, наприклад, якщо в ході визначення сильно змінюється значення pH, момент зміни забарвлення може не збігатися зі стрибком на кривій титрування й спричинити викривлення результатів; візуальна — нездатність людського ока точно розрізняти зміни забарвлення; індикаторна — витрата додаткової кількості титранту на взаємодію з індикатором.
Поширені індикатори
Індикатор Колір форми Стандартнийпотенціал переходу, ВПри [H+] = 1 моль/л (pH = 0). Indox Indred Нейтральний червоний червоний безбарвний 0,24 Метиленовий синій синій безбарвний 0,53 Дифеніламін фіолетовий безбарвний 0,76 Дифенілбензидин фіолетовий безбарвний 0,76 Дифеніламінсульфокислота червоно-фіолетовий безбарвний 0,85 пара-Фенілантранілова кислота червоно-фіолетовий безбарвний 1,08 Фероїн синій червоний 1,06 Трис-(2,2'-дипіридилат) рутенію безбарвний жовтий 1,33
Див. також
Кислотно-основні індикатори Окисно-відновний потенціал
Примітки
Джерела
Посилання ОКИСНО-ВІДНОВНІ ІНДИКАТОРИ //Фармацевтична енциклопедія