Ako presne zmerať pH organických rozpúšťadiel?
Po prvé, prísne vzaté, pH v organických rozpúšťadlách alebo nevodných rozpúšťadlách je nepresné vyhlásenie.
pH je záporný logaritmus koncentrácie vodíkových iónov vo vodnom roztoku, ale vo vodnom roztoku nie sú žiadne voľné vodíkové ióny (protóny), iba hydróniové ióny H3O plus (ešte zložitejšie hydróniové ióny) a ionizačná povaha protónových kyselín vo vodnom roztoku voda je prenos protónov, kyselinu nech predstavuje HA: HA plus H2O ⇌ A- plus H3O plus To znamená, že kyselina HA prenáša protón do vody, kyselina sa stáva konjugovanou zásadou A- a voda sa stáva H3O plus , H3O plus môže byť tiež považovaná za kyselinu An, potom je voda v tejto ionizácii skutočne ekvivalentná zásade.
Meranie pH je vlastne koncentrácia H3O plus vo vodnom roztoku, presnejšie povedané aktivita solvatovaných vodíkových iónov (H3O plus ) vo vodnom roztoku. V nevodných rozpúšťadlách nie je cieľom kyseliny na prenos protónov voda a generovaná H3O plus nie. Preto na porovnanie kyslosti treba zvážiť schopnosť kyseliny darovať protóny. Koncept merania hodnoty pH je najlepšie nepoužívať. Ak musíte použiť približnú hodnotu Koncept možno použiť na meranie aktivity (solvatovaných) vodíkových iónov v nevodných roztokoch rozpúšťadiel. Samozrejme, ak chcete záporný logaritmus aktivity solvatovaných vodíkových iónov v nevodnom roztoku rozpúšťadla nazvať aj ako „hodnota pH v nevodnom roztoku“, je to v poriadku.
Napríklad v rozpúšťadle ľadovej kyseliny octovej možno ionizáciu kyseliny HA vyjadriť ako: HA plus CH3COOH ⇌ A- plus CH3C(OH)2 plus CH3C(OH)2 plus je solvatovaný vodíkový ión v rozpúšťadle ľadovej kyseliny octovej, jeho aktivita ( Dá sa aproximovať ako záporný logaritmus koncentrácie v zriedenom roztoku a možno ju tiež nazvať „hodnotou pH“ v ľadovom rozpúšťadle kyseliny octovej. „Hodnota pH“ v tomto nevodnom rozpúšťadle nie je nevyhnutne zvyčajne medzi 0-14 a „neutrálny“ nemusí nevyhnutne zodpovedať pH=7, pretože iónový produkt (298,15 K) vody je 1*10^ (-14). Existujú približne dve merania metódami a základná myšlienka je podobná ako vo vodnom roztoku:
1. Metóda indikátora, vyberte indikátor, ktorý môže podstúpiť zmenu farby pri prijímaní protónov v nevodnom rozpúšťadle. V skutočnosti možno v nevodných rozpúšťadlách použiť mnoho acidobázických indikátorov. Papier na testovanie pH môže často merať určitú "hodnotu pH" v nevodných rozpúšťadlách. Malé množstvo roztoku fenolftaleínového alkoholu sa môže nakvapkať do koncentrovanej kyseliny sírovej alebo koncentrovanej kyseliny fosforečnej. Vidno viditeľnú červenú farbu. Oranžovo-žlté sfarbenie je spôsobené protonáciou fenolftaleínu silnou kyselinou a stratou vody za vzniku zlúčeniny s tritylovou pozitívnou iónovou štruktúrou. Merať kyslosť superkyselín, teda protonačnú schopnosť, čiže použiť vhodné indikátory, plus kolorimetrické alebo spektrofotometrické stanovenie. Ak si viete vybrať vhodný indikátor a pridať spektrofotometriu, môžete porovnať aktivitu vodíkových iónov v nevodných roztokoch rozpúšťadiel. Nevýhodou je, že meranie absolútnej hodnoty často vyžaduje komplikovanú kalibráciu a presnosť nie je vysoká.
2. Potenciometrická metóda, vyberte elektródu selektívnu pre vodíkové ióny (indikujúca elektródu vodíkových iónov) v nevodnom rozpúšťadle a pri stanovení spolupracujte s referenčnou elektródou. Najbežnejšia vodíková iónovo selektívna elektróda - sklenená elektróda, všeobecne povedané, môže byť použitá v nevodných rozpúšťadlách, ale musí byť rekalibrovaná v nevodných rozpúšťadlách; ale referenčná elektróda musí byť referenčná elektróda v nevodnom roztoku, zvyčajne Gan. Ortuťová elektróda je vodný elektrolyt KCl, ktorý sa vo všeobecnosti nemôže použiť priamo pre nevodné roztoky. Ak sa použije neochotne, ľahko to povedie k nestabilnému meraniu a zvýši chyby v dôsledku vplyvu potenciálu spojenia kvapaliny. Najlepšie je zvoliť Ag-AgCl elektródu vhodnú pre nevodné roztoky. atď. Dodáva ich veľa výrobcov a na internete nájdete tých, ktoré sú vhodné pre rozpúšťadlo, ktoré používate. Pripojte vhodnú vodíkovú iónovú selektívnu elektródu a referenčnú elektródu k pH metru a možno ju merať ako hodnotu pH vo vodnom roztoku, ale na dosiahnutie presného merania je potrebné ju kalibrovať. Ak nie je kalibrovaný, nameraná "hodnota pH" Len pre informáciu. Ak ide o acidobázickú titráciu v nevodnom rozpúšťadle, potom ako bod ekvivalencie použite iba bod skoku potenciálu alebo "hodnoty pH". Rozsah pH metra by mal byť tiež dobre zvolený a „hodnota pH“ v nevodných rozpúšťadlách často presahuje rozsah 0-14.
