- Chất chỉ thị màu axit - bazơ: là các chất cĩ màu sắc biến đổi tùy thuộc theo pH của dung dịch. Đĩ là những axit hữu cơ yếu (kí hiệu HInd) hoặc bazơ
hữu cơ yếu (kí hiệu Ind−) mà màu của dạng bazơ liên hợp khác màu của dạng
axit hoặc màu của dạng axit liên hợp khác màu của dạng bazơ. - Sự chuyển màu: trong nước cĩ cân bằng điện li là:
HInd + H2O ⇄Ind- + H3O+
HInd/Ind− là cặp axit bazơ liên hợp của chất chỉ thị màu, trong đĩ màu của dạng axit HInd khác màu của dạng bazơ liên hợp Ind−.
+ Nếu mơi trường là axit thì dung dịch cĩ màu của HInd.
+ Nếu mơi trường bazơ, do OH− tăng nên H3O+ giảm, cân bằng chuyển dịch sang phải, dung dịch cĩ màu của Ind−.
Tương ứng với cân bằng chỉ thị màu trong dung dịch nước ta cĩ: Ka = [H3O +]∙[Ind−] [HInd] →[H3O+] = Ka.[HInd] [Ind−] pH = pKa - lg[HInd] [Ind−]
Như vậy màu của chất chỉ thị phụ thuộc vào tỉ số nồng độ 𝐻𝐼𝑛𝑑
𝐼𝑛𝑑− tức là phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch. Người ta quy ước:
- Nếu mơi trường là bazơ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận, cho đến khi 𝐻𝐼𝑛𝑑
𝐼𝑛𝑑− ≥ 10 thì màu của chỉ thị là màu của bazơ. Khi đĩ pH ≤ pKa + lg10 → pH ≤ pKa + 1.
- Nếu mơi trường là axit thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, cho đến khi 𝐻𝐼𝑛𝑑
𝐼𝑛𝑑− ≥ 10 thì màu của chỉ thị là màu của axit. Khi đĩ pH ≥ pKa - lg10 → pH ≥ pKa - 1.
Khoảng đổi màu của chất chỉ thị khơng biến đổi liên tục theo pH của dung dịch mà chỉ biến đổi trong khoảng từ pKa - 1 đến pKa + 1. Khoảng đĩ gọi là khoảng đổi màu của chất chỉ thị.
+ Vậy khoảng đổi màu của chất chỉ thị là khoảng pH từ khi chất chỉ thị bắt đầu chuyển màu đến chuyển màu hồn tồn. Khoảng pH này chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất chỉ thị, khơng phụ thuộc vào các chất phản ứng với nhau trong dung dịch.
+ Chỉ số pT của chất chỉ thị: chỉ số pT chính là giá trị pH mà tại đĩ sự đổi màu là rõ rệt nhất. Ví dụ phenolphatalein cĩ pT= 9, nghĩa là tại pH=9 phenolphatalein chuyển từ khơng màu sang màu hồng, từ màu hồng sang khơng màu.
39
Nguyên tắc chọn chất chỉ thị thích hợp: chọn chất chỉ thị sao cho khoảng đổi màu nằm gọn trong bước nhảy chuẩn độ (sai số ≤ 0,1%) hoặc pT càng gần càng gần pHtđ.
Bảng 1. Khoảng đổi màu của một số chất chỉ thị thơng dụng
Chất chỉ thị Khoảng đổi màu Màu axit Màu bazơ
Methyl da cam 3,1 – 4,4 Đỏ cam vàng
Quỳ tím 5-8 Đỏ xanh
Phenolphatalein 8-10 Khơng màu Hồng (đỏ)
Alizarin vàng 10-12 Vàng Tím
Mỗi chất chỉ thị cĩ một khoảng chuyển màu xác định, do vậy phải chọn chất chỉ thị màu để pH của điểm tương đương nằm trong khoảng pKa – 1 đến pKa + 1.