Jak přesně změřit pH organických rozpouštědel?
Za prvé, přísně vzato, pH v organických rozpouštědlech nebo nevodných rozpouštědlech je nepřesné tvrzení.
pH je záporný logaritmus koncentrace vodíkových iontů ve vodném roztoku, ale ve vodném roztoku nejsou žádné volné vodíkové ionty (protony), pouze hydroniové ionty H3O plus (ještě složitější hydroniové ionty) a ionizační povaha protonických kyselin voda je přenos protonů, kyselinu nechť je reprezentována HA: HA plus H2O ⇌ A- plus H3O plus To znamená, že kyselina HA přenáší proton do vody, kyselina se stává konjugovanou bází A- a voda se stává H3O plus , H3O plus lze také považovat za kyselinu An, pak je voda při této ionizaci ve skutečnosti ekvivalentní zásadě.
Měření pH je vlastně koncentrace H3O plus ve vodném roztoku, přesněji aktivita solvatovaných vodíkových iontů (H3O plus ) ve vodném roztoku. V nevodných rozpouštědlech není cílem kyseliny pro přenos protonů voda a generovaná H3O plus nikoliv. Pro srovnání kyselosti je proto třeba vzít v úvahu schopnost kyseliny darovat protony. Koncept měření hodnoty pH je nejlepší nepoužívat. Pokud musíte použít přibližnou hodnotu Koncept lze použít k měření aktivity (solvatovaných) vodíkových iontů v roztocích nevodných rozpouštědel. Samozřejmě, pokud chcete nazvat záporný logaritmus aktivity solvatovaných vodíkových iontů v nevodném roztoku rozpouštědla také nazývaný "hodnota pH v nevodném roztoku", je to v pořádku.
Například v rozpouštědle ledové kyseliny octové lze ionizaci kyseliny HA vyjádřit jako: HA plus CH3COOH ⇌ A- plus CH3C(OH)2 plus CH3C(OH)2 plus je solvatovaný vodíkový iont v rozpouštědle ledové kyseliny octové, jeho aktivita ( Lze ji aproximovat jako záporný logaritmus koncentrace ve zředěném roztoku a lze ji také nazvat „hodnotou pH“ v ledovém rozpouštědle kyseliny octové. „Hodnota pH“ v tomto nevodném rozpouštědle nemusí být nutně obvykle mezi 0-14 a "neutrální" nemusí nutně odpovídat pH=7, protože iontový produkt (298,15 K) vody je 1*10^ (-14). Existují zhruba dvě měření metody a základní myšlenka je podobná jako ve vodném roztoku:
1. Metoda indikátoru, vyberte indikátor, který může podléhat změně barvy při příjmu protonů v nevodném rozpouštědle. Ve skutečnosti lze v nevodných rozpouštědlech použít mnoho acidobazických indikátorů. pH testovací papírek často dokáže změřit určitou „hodnotu pH“ v nevodných rozpouštědlech. Malé množství roztoku fenolftaleinového alkoholu lze nakapat do koncentrované kyseliny sírové nebo koncentrované kyseliny fosforečné. Je vidět jasně červená barva. Oranžově žluté zbarvení je způsobeno protonací fenolftaleinu silnou kyselinou a ztrátou vody za vzniku sloučeniny s tritylovou pozitivní iontovou strukturou. Měřit kyselost superkyselin, tedy protonační schopnost, to znamená používat vhodné indikátory, plus kolorimetrické nebo spektrofotometrické stanovení. Pokud si vyberete vhodný indikátor a přidáte spektrofotometrii, můžete porovnat aktivitu vodíkových iontů v roztocích nevodných rozpouštědel. Nevýhodou je, že měření absolutní hodnoty často vyžaduje složitou kalibraci a přesnost není vysoká.
2. Potenciometrická metoda, vyberte selektivní elektrodu pro vodíkové ionty (indikační elektrodu vodíkových iontů) v nevodném rozpouštědle a pro stanovení spolupracujte s referenční elektrodou. Nejběžnější vodíková iontová selektivní elektroda - skleněná elektroda, obecně řečeno, může být použita v nevodných rozpouštědlech, ale musí být rekalibrována v nevodných rozpouštědlech; ale referenční elektroda musí být referenční elektroda v nevodném roztoku, obvykle Gan. Rtuťová elektroda je vodný elektrolyt KCl, který obecně nelze použít přímo pro nevodné roztoky. Pokud se použije neochotně, snadno to povede k nestabilnímu měření a zvýšení chyb v důsledku vlivu potenciálu kapalinového přechodu. Nejlepší je zvolit Ag-AgCl elektrodu vhodnou pro nevodné roztoky. atd. Dodává je mnoho výrobců a ty vhodné pro rozpouštědlo, které používáte, najdete na internetu. Připojte vhodnou vodíkovou iontovou selektivní elektrodu a referenční elektrodu k pH metru a lze ji měřit jako hodnotu pH ve vodném roztoku, ale pro dosažení přesného měření musí být kalibrována. Pokud není zkalibrováno, naměřená "hodnota pH" Pouze pro informaci. Pokud se jedná o acidobazickou titraci v nevodném rozpouštědle, pak jako bod ekvivalence použijte pouze bod skoku potenciálu nebo "hodnoty pH". Rozsah pH metru by měl být také dobře vybrán a „hodnota pH“ v nevodných rozpouštědlech často přesahuje rozsah 0-14.
