PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACI D BASE (PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA)
7.2.4. Chỉ số chuẩn độ pT của chất chỉ thị
Người ta còn dùng khái niệm chỉ số pT của chất chỉ thị acid - base để chỉ giá trị pH tại đó màu thay đổi rõ nhất, tại giá trị pH này chúng ta sẽ ngừng chuẩn độ để kết thúc quá trình chuẩn độ. Thơng thường giá trị pT trùng với pKHInd của chỉ thị. Tuy nhiên do mắt người có nhạy cảm khơng giống nhau với các màu nên khoảng đổi màu của chỉ thị thường hẹp hơn, tức là tỷ số nồng độ hai dạng màu nhỏ hơn 10 lần và giá trị pKHInd có thể khơng nằm chính giữa khoảng pH đổi màu.
Đối với loại chỉ thị có một màu, ví dụ phenolphthalein dạng acid (HInd) không màu, dạng base (Ind-) có màu hồng thì màu của dung dịch sẽ do nồng độ dạng Ind-
quyết định. Nếu gọi C0 là nồng độ ban đầu của chỉ thị, C là nồng độ của Ind-
cần đạt tới để nhận ra màu của nó. Khi đó, pH của dung dịch để màu của Ind- xuất hiện là:
pH = pKHInd - lg 𝐶0−𝐶
C có nghĩa là pH của khoảng đổi màu phụ thuộc vào nồng độ chất chỉ thị. Ví dụ với phenolphthalein, nếu trong dung dịch phenolphthalein bão hòa chỉ cần pH bằng 8 thì màu hồng đã xuất hiện,
còn nếu ở nồng độ lỗng hơn 10 lần thì ở pH bằng 9 màu hồng mới xuất hiện.
Chỉ số chuẩn độ pT khơng những phụ thuộc vào chất chỉ thị mà cịn phụ thuộc vào thứ tự chuẩn độ.
Chẳng hạn, khi chuẩn độ acid HCl bằng dung dịch NaOH dùng phenolphthalein làm chỉ thị, màu của dung dịch sẽ chuyển từ không màu (pH 8,3) đến màu đỏ (pH 10), nhưng thực tế thì khi chuẩn độ đến pH = 9, chúng ta đã thấy rõ màu hồng và ngừng chuẩn độ. Trường hợp này pT = 9. Ngược lại, khi chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl cũng dùng chỉ thị là phenolphthalein, thì chuẩn độ từ màu đỏ (pH 10) sang màu vàng (pH 8,3), không thể dừng ở pT = 9 vì từ màu đỏ sang màu hồng rất khó phân biệt, nên trường hợp này pT = 8.
Dưới đây là số liệu của một số chỉ thị acid base có nhiều ứng dụng trong chuẩn độ được trình bày ở Bảng 7.1.
Bảng 7.1: Một số chất chỉ thị acid – base trong môi trường thường gặp Chất chỉ thị Màu dạng acid Màu dạng base Khoảng pH chuyển màu pKa pT Thymol xanh* Đỏ Vàng 1,2 – 2,8 1.7 2,0 Metyl da cam Đỏ Vàng 3,1 – 4,4 3,7 4 Bromocresol xanh Vàng Xanh 3,8 – 5,4 4,7 4,5 Methyl đỏ Đỏ Vàng 4,2 – 6,3 5,0 5,5
Bromocresol tía Vàng Đỏ tía 5,2 – 6,8 6,1 6,0 Bromthymol
xanh
Vàng Xanh 6,0 – 7,6 7,1 7,0
Phenol đỏ Vàng Đỏ 6,8 – 8,0 7,8 7,5
Cresol đỏ Vàng Đỏ 7,2 – 8,8 8,2 8,0
Thymol xanh* Vàng Xanh 8,0 – 9,6 8,9 8,5
Phenolphthalein Không màu Đỏ 8,3 – 10,0 9,6 9,0 Thymolphthalein Không màu Xanh 9,3 – 10,5 10,2 10,0
Alizarin vàng Vàng Da cam/Đỏ 10,1 – 12,0 11,07 11
Ghi chú:
- Khi sử dụng các chất chỉ thị cần lưu ý các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi màu của chỉ thị như: sự có mặt các ion trong dung dịch, nhiệt độ, dung mơi,… Ví dụ, dung mơi rượu hay aceton (có hằng số điện mơi nhỏ hơn nước) làm cho acid và base ít phân ly hơn nên ảnh hưởng đến khoảng pH đổi màu của chất chỉ thị.
- Trong nhiều trường hợp, người ta dùng hỗn hợp các chất chỉ thị để quan sát sự đổi màu của chỉ thị rõ hơn. Có thể cùng thêm vào với chất chỉ thị một chất màu khác không nhạy với sự thay đổi pH nhưng chất này hợp với màu của chất chỉ thị thành một màu dễ nhận hơn. Cũng có thể kết hợp hai chất chỉ thị có pKHInd gần nhau thành một màu dễ nhận và chúng đổi màu ở khoảng pH trung gian của hai chỉ thị đó. - Chỉ thị vạn năng là hỗn hợp gồm nhiều chỉ thị mà màu sắc của nó thay
đổi theo các giá trị pH khác nhau. Có nhiều cơng thức để pha chỉ thị vạn năng, dưới đây là một ví dụ:
Phenolphthalein : 1 phần
Methyl đỏ : 2 phần
Vàng methyl : 3 phần Bromthymol xanh : 4 phần Thymol xanh : 5 phần
Hỗn hợp này cho màu đỏ ở pH = 2, da cam ở pH = 4, vàng ở pH = 6, lục ở pH = 8, xanh lam ở pH = 10. Người ta thường dùng giấy tẩm chỉ thị vạn năng. Khi thử ta chỉ cần nhỏ một giọt dung dịch cần thử lên giấy và đối chiếu màu trên giấy với thang màu mẫu (đã ghi chú pH) để biết được pH của dung dịch. Một số chỉ thị hỗn hợp được cho ở bảng Phụ lục.