Πώς να μετρήσετε με ακρίβεια το pH των οργανικών διαλυτών;
Πρώτα απ 'όλα, αυστηρά μιλώντας, το pH σε οργανικούς διαλύτες, ή μη υδατικούς διαλύτες, είναι μια ανακριβής δήλωση.
Το pH είναι ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των ιόντων υδρογόνου στο υδατικό διάλυμα, αλλά δεν υπάρχουν ελεύθερα ιόντα υδρογόνου (πρωτόνια) στο υδατικό διάλυμα, μόνο ιόντα υδρονίου H3O plus (ακόμη πιο πολύπλοκα ιόντα υδρονίου) και η φύση ιονισμού των πρωτονικών οξέων στο Το νερό είναι μεταφορά πρωτονίων, έστω ότι το οξύ αντιπροσωπεύεται από HA: HA συν H2O ⇌ A- συν H3O συν Δηλαδή, το οξύ ΗΑ μεταφέρει το πρωτόνιο στο νερό, το οξύ γίνεται η συζευγμένη βάση A- και το νερό γίνεται H3O plus, το H3O plus μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως οξύ An, τότε το νερό είναι στην πραγματικότητα ισοδύναμο με μια βάση σε αυτόν τον ιονισμό.
Η μέτρηση του pH είναι στην πραγματικότητα η συγκέντρωση του H3O plus σε ένα υδατικό διάλυμα, πιο συγκεκριμένα, η δραστηριότητα των διαλυτωμένων ιόντων υδρογόνου (H3O plus ) σε ένα υδατικό διάλυμα. Σε μη υδατικούς διαλύτες, ο στόχος του οξέος για τη μεταφορά πρωτονίων δεν είναι το νερό και το παραγόμενο H3O plus δεν είναι. Επομένως, για να συγκριθεί η οξύτητα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η ικανότητα του οξέος να δίνει πρωτόνια. Είναι καλύτερο να μην χρησιμοποιείτε την έννοια της μέτρησης της τιμής του pH. Εάν πρέπει να χρησιμοποιήσετε κατά προσέγγιση Η έννοια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της δραστηριότητας των (διαλυτωμένων) ιόντων υδρογόνου σε μη υδατικά διαλύματα διαλυτών. Φυσικά, αν θέλετε να ονομάσετε τον αρνητικό λογάριθμο της δραστηριότητας των διαλυτωμένων ιόντων υδρογόνου σε ένα μη υδατικό διάλυμα διαλύτη που ονομάζεται επίσης "η τιμή του pH σε ένα μη υδατικό διάλυμα", δεν πειράζει.
Για παράδειγμα, σε διαλύτη παγόμορφου οξικού οξέος, ο ιονισμός του οξέος ΗΑ μπορεί να εκφραστεί ως: HA συν CH3COOH ⇌ A- συν CH3C(OH)2 συν CH3C(OH)2 συν είναι το επιδιαλυτωμένο ιόν υδρογόνου σε διαλύτη παγόμορφου οξικού οξέος. δραστηριότητα ( Μπορεί να προσεγγιστεί ως ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης σε αραιό διάλυμα και μπορεί επίσης να ονομαστεί "τιμή pH" σε διαλύτη παγόμορφου οξικού οξέος. Η "τιμή pH" σε αυτόν τον μη υδατικό διαλύτη δεν είναι απαραίτητα μεταξύ 0-14, και το "ουδέτερο" δεν αντιστοιχεί απαραίτητα σε pH=7, επειδή το προϊόν ιόντων (298,15 K) του νερού είναι 1*10^ (-14). Υπάρχουν περίπου δύο μετρήσεις μεθόδους, και η βασική ιδέα είναι παρόμοια με αυτή στο υδατικό διάλυμα:
1. Μέθοδος δείκτη, επιλέξτε έναν δείκτη που μπορεί να αλλάξει χρώμα όταν λαμβάνει πρωτόνια σε μη υδατικό διαλύτη. Στην πραγματικότητα, πολλοί δείκτες οξέος-βάσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μη υδατικούς διαλύτες. Το χαρτί δοκιμής pH μπορεί συχνά να μετρήσει μια ορισμένη "τιμή pH" σε μη υδατικούς διαλύτες. Μια μικρή ποσότητα διαλύματος αλκοόλης φαινολοφθαλεΐνης μπορεί να στάξει σε πυκνό θειικό οξύ ή πυκνό φωσφορικό οξύ. Διακρίνεται εμφανές κόκκινο χρώμα. Το πορτοκαλοκίτρινο χρώμα προκαλείται από την πρωτονίωση της φαινολοφθαλεΐνης από ένα ισχυρό οξύ και την απώλεια νερού για να σχηματιστεί μια ένωση με θετική δομή ιόντων τριτυλίου. Να μετρήσει την οξύτητα των υπεροξέων, δηλαδή την ικανότητα πρωτονίωσης, δηλαδή να χρησιμοποιήσει κατάλληλους δείκτες, συν χρωματομετρικό ή φασματοφωτομετρικό προσδιορισμό. Εάν μπορείτε να επιλέξετε έναν κατάλληλο δείκτη και να προσθέσετε φασματοφωτομετρία, μπορείτε να συγκρίνετε τη δραστηριότητα των ιόντων υδρογόνου σε μη υδατικά διαλύματα διαλυτών. Το μειονέκτημα είναι ότι η μέτρηση της απόλυτης τιμής απαιτεί συχνά πολύπλοκη βαθμονόμηση και η ακρίβεια δεν είναι υψηλή.
2. Ποτενσιομετρική μέθοδος, επιλέξτε το επιλεκτικό ηλεκτρόδιο ιόντων υδρογόνου (ηλεκτρόδιο ένδειξης ιόντων υδρογόνου) στον μη υδατικό διαλύτη και συνεργαστείτε με το ηλεκτρόδιο αναφοράς για προσδιορισμό. Το πιο κοινό εκλεκτικό ηλεκτρόδιο ιόντων υδρογόνου - το γυάλινο ηλεκτρόδιο, γενικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μη υδατικούς διαλύτες, αλλά πρέπει να βαθμονομηθεί εκ νέου σε μη υδατικούς διαλύτες. αλλά το ηλεκτρόδιο αναφοράς πρέπει να είναι ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς μη υδατικού διαλύματος, συνήθως Gan Το ηλεκτρόδιο υδραργύρου είναι ένας υδατικός ηλεκτρολύτης KCl, ο οποίος γενικά δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για μη υδατικά διαλύματα. Εάν χρησιμοποιηθεί απρόθυμα, θα οδηγήσει εύκολα σε ασταθή μέτρηση και θα αυξήσει τα σφάλματα λόγω της επίδρασης του δυναμικού διασταύρωσης υγρού. Είναι καλύτερο να επιλέξετε ένα ηλεκτρόδιο Ag-AgCl κατάλληλο για μη υδατικά διαλύματα. κλπ. Υπάρχουν πολλοί κατασκευαστές που τα προμηθεύουν και μπορείτε να βρείτε αυτούς που είναι κατάλληλοι για τον διαλύτη που χρησιμοποιείτε στο Διαδίκτυο. Συνδέστε το κατάλληλο επιλεκτικό ηλεκτρόδιο ιόντων υδρογόνου και ηλεκτρόδιο αναφοράς στο pHόμετρο και μπορεί να μετρηθεί όπως η τιμή του pH σε υδατικό διάλυμα, αλλά πρέπει να βαθμονομηθεί για να επιτευχθεί ακριβής μέτρηση. Εάν δεν είναι βαθμονομημένο, η μετρούμενη "τιμή pH" Μόνο για αναφορά. Εάν πρόκειται για ογκομέτρηση οξέος-βάσης σε μη υδατικό διαλύτη, τότε απλώς χρησιμοποιήστε το σημείο άλματος δυναμικού ή "τιμής pH" ως σημείο ισοδυναμίας. Το εύρος του μετρητή pH θα πρέπει επίσης να επιλέγεται καλά και η "τιμή pH" σε μη υδατικούς διαλύτες συχνά υπερβαίνει το εύρος των 0-14.
