Zuur-base Indikator

Indikatoren zijn zwakke zuren met zwakke geconjugeerde basen (in evenwicht)



De structuur van een indikator is meestal organisch en behoorlijk complex.
Heel vaak gebruiken we een afgekorte formule: HIn.
Die H is natuurlijk het proton dat afgestaan kan worden (de indikator is een zwak zuur) en de rest - In - geeft het grootste en ingewikkelde deel van het molecuul aan.

In module 8 gebruikten we al een voorbeeld van een stof die de mogelijkheid heeft om de ligging van zijn evenwicht zichtbaar te maken. Dat was dus een indikator.
De zuur-base indikator functioneert dus omdat HIn een andere kleur heeft dan In-.


De indikatoren in tabel VIII zijn allemaal zuur-base indikatoren.
Er bestaan ook redox-indikatoren die we gebruiken bij redoxtitraties (andere module).

De zuur-base indikator is zelf meestal een organisch zwak zuur met een nogal complexe structuur. Afgekorte formule: HIn.
In water:
HIn + H2O H3O+ + In-       (evenwicht IND)
HIn heeft kleur 1         In- heeft kleur 2

Stel je deze indikator voor in zuur milieu, bijvoorbeeld in een oplossing van zoutzuur.
In dat milieu domineren de (H3O+)-ionen en het evenwicht IND verplaatst zich naar links. Je kunt ook zeggen dat in zuur milieu de indikator vooral de vorm aanneemt van HIn, en dus overheerst de kleur 1.

Elke indikator heeft een omslagtraject die je kunt vinden in de tabel.
Een voorbeeld: Methyloranje heeft een omslagtraject van 3,1 - 4,4 (rood-oranje)
Stel je een sterk aangezuurde oplossing voor met pH=1. Doe je er een paar druppels van het Methyloranje bij dan krijgt de oplossing de kleur rood.
Nu gaan we sterke base toevoegen (KOH(aq)) en het zuur wordt beetje bij beetje geneutraliseerd en de pH-waarde zal langzaamaan stijgen. Het begon met pH=1, langzaam stijgt die waarde.
Als de waarde 3,1 wordt gepasseerd dan begin je kleurverandering te zien van rood naar oranje. Pas bij het bereiken van de pH-waarde 4,4 is de kleur echt definitief oranje geworden.
Binnen de overgangszone, het omslagtraject, zal de kleur een mengvorm zijn van de twee kleuren.

In het omslagtraject van de indikator ligt het evenwicht niet erg links en niet erg rechts.

Nogmaals: de kleur van de indikator hangt af van het milieu van de oplossing.
In zuur milieu ligt evenwicht IND links en dan overheerst de kleur van de moleculen HIn.
Heb je gezien dat het omslagtraject lang niet altijd in de buurt van de 7 ligt?!


   

   



fenolftaleïne         methylrood
ammoniak(aq)
carmijnrood
geel
HCl(aq)
kleurloos
rood



samenvattend:

Een indikator is meestal....:
een zwak organisch zuur
een zwakke organische reduktor
HIn H+ + In-
RedIn n e- + OxIn
HIn andere kleur dan In-
RedIn andere kleur dan OxIn
De kleur van het HIn of In-
De kleur van RedIn of OxIn
is pas duidelijk te zien als het evenwicht voldoende links of rechts ligt.
De kleur die een indicator aanneemt hangt af van de omgeving:
In een zuur milieu(of in een reducerend milieu) liggen bovenstaande evenwichten naar links en overheerst dus de kleur van het HIn (of RedIn).
Per indicator kan dit sterk verschillen.




Voor gegevens over nog meer indicatoren moet je tabel VIII opvragen.

Bij zuurbasetitraties hoeft de pH van de eindoplossing niet altijd 7 te zijn; de eind-pH is namelijk afhankelijk van de eigenschappen van de producten.
Deze producten kunnen op hun beurt weer zwakke zuren of basen bevatten.

De volgende vuistregels kunnen worden toegepast:

titratie van sterk zuur met sterke base: pH = 7
titratie van sterk zuur met zwakke base: pH < 7
titratie van zwakzuur met sterke base: pH > 7


De juiste indicatorkeuze hangt af van de eigenschappen van de producten én van het omslagtraject van de indicator(tabel VIII).
Je moet de indicator en de titratie op elkaar afstemmen.