İndikatörler

Belirli organik maddeler, hidronyum iyon konsantrasyonu belirli bir değere ulaştığında seyreltik çözeltide renk değiştirir. Örneğin, fenolftalein, 5,0 × 10⁻⁹ M’den (pH < 8,3) daha büyük bir hidronyum iyon konsantrasyonuna sahip herhangi bir sulu çözelti içinde renksiz bir maddedir. Hidronyum iyon konsantrasyonunun 5,0 × 10⁻⁹ M’den (pH > 8,3) az olduğu daha temel çözeltilerde, kırmızı veya pembedir. Bir çözeltinin pH’sını belirlemek için kullanılabilen fenolftalein gibi maddelere asit-baz göstergeleri denir. Asit baz göstergeleri, zayıf organik asitler veya zayıf organik bazlardır.

Zayıf bir asit olan asit-baz indikatörü metil turuncunun bir çözeltisindeki denge, kompleks metil turuncu molekülünün basit bir temsili olarak HIn’i kullandığımız bir denklemle temsil edilebilir:

Metil turuncu anyonu (In⁻) sarıdır ve iyonize olmayan biçimi (HIn) kırmızıdır. Bir metil portakal çözeltisine asit eklediğimizde, artan hidronyum iyon konsantrasyonu, Le Châtelier’in ilkesine göre dengeyi iyonlaşmamış kırmızı forma doğru kaydırır. Bir baz eklersek, dengeyi sarı forma kaydırırız. Bu davranış, tamponların eylemine tamamen benzer.

Bir indikatör çözeltisinin algılanan rengi, iki türün In⁻ ve HIn’deki konsantrasyonlarının oranıyla belirlenir. İndikatörün çoğu (tipik olarak yaklaşık 60−90% veya daha fazla) In⁻‘de olduğu gibi mevcutsa, çözeltinin algılanan rengi sarıdır. Çoğu HIn olarak mevcutsa, çözelti rengi kırmızı görünür. Henderson-Hasselbalch denklemi, bir gösterge çözeltisinin pH’sı ile onun bileşimi (dolayısıyla algılanan renk) arasındaki ilişkiyi anlamak için kullanışlıdır:

pH’nın > pK_a olduğu çözeltilerde, logaritmik terim pozitif olmalıdır ve indikatörün eşlenik baz formunun fazlalığını gösterir (sarı çözelti). pH > pK_a olduğunda, log terimi negatif olmalıdır ve eşlenik asidin (kırmızı çözelti) fazlalığını gösterir. Çözelti pH’sı indikatör pK_a‘ya yakın olduğunda, her iki eşlenik ortağın kayda değer miktarları mevcuttur ve çözelti rengi, her birinin ilave kombinasyonunun rengidir (sarı ve kırmızı, veren turuncu). Bir asit-baz indikatörü için renk değişim aralığı (veya pH aralığı), renkte bir değişikliğin gözlemlendiği pH değerleri aralığı olarak tanımlanır ve çoğu gösterge için bu aralık yaklaşık pK_a ± 1’dir.

Çok çeşitli pH değerlerini kapsayan ve eliminasyon işlemi ile bilinmeyen bir çözeltinin yaklaşık pH’sını belirlemek için kullanılabilen birçok farklı asit-baz indikatörü vardır. Evrensel indikatörler ve pH kağıdı, bir indikaötr karışımı içerir ve farklı pH’larda farklı renkler sergiler.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 14.7: Acid-Base Titrations.