Miten orgaanisten liuottimien pH mitataan tarkasti?
Ensinnäkin tiukasti ottaen pH orgaanisissa liuottimissa tai vedettömissä liuottimissa on epätarkka lausunto.
pH on negatiivinen logaritmi vetyionien pitoisuudesta vesiliuoksessa, mutta vesiliuoksessa ei ole vapaita vetyioneja (protoneja), vain hydroniumioneja H3O plus (jopa monimutkaisempia hydroniumioneja) ja protonihappojen ionisaatioluonne vesi on protoninsiirtoa, olkoon happoa edustava HA: HA plus H2O ⇌ A- plus H3O plus Eli happo HA siirtää protonin veteen, haposta tulee konjugaattiemäs A- ja vedestä H3O plus , H3O plus voidaan pitää myös An-happona, silloin vesi vastaa itse asiassa emästä tässä ionisaatiossa.
pH-mittaus on itse asiassa H3O plus:n pitoisuus vesiliuoksessa, tarkemmin sanottuna solvatoituneiden vetyionien (H3O plus) aktiivisuus vesiliuoksessa. Ei-vesipitoisissa liuottimissa protoneja siirtävän hapon kohde ei ole vesi, eikä syntynyt H3O plus ei ole. Siksi happamuuden vertaamiseksi tulee ottaa huomioon hapon kyky luovuttaa protoneja. On parasta olla käyttämättä pH-arvon mittaamisen käsitettä. Jos sinun on käytettävä likimääräistä käsitettä voidaan käyttää (solvatoituneiden) vety-ionien aktiivisuuden mittaamiseen vedettömissä liuotinliuoksissa. Tietenkin, jos haluat kutsua solvatoituneiden vetyionien aktiivisuuden negatiivista logaritmia vedettömässä liuotinliuoksessa, jota kutsutaan myös "pH-arvoksi vedettömässä liuoksessa", se on okei.
Esimerkiksi jääetikkahappoliuottimessa hapon HA ionisaatio voidaan ilmaista seuraavasti: HA plus CH3COOH ⇌ A- plus CH3C(OH)2 plus CH3C(OH)2 plus on solvatoitunut vety-ioni jääetikkahappoliuottimessa, sen aktiivisuus ( Sitä voidaan arvioida laimean liuoksen pitoisuuden negatiivisena logaritmina, ja sitä voidaan kutsua myös "pH-arvoksi" jääetikkaassa. Tämän vedettömän liuottimen "pH-arvo" ei välttämättä yleensä ole välillä 0-14 ja "neutraali" ei välttämättä vastaa pH:ta=7, koska veden ionituote (298,15K) on 1*10^ (-14). Mittauksia on suunnilleen kaksi menetelmiä, ja perusidea on samanlainen kuin vesiliuoksessa:
1. Indikaattorimenetelmä, valitse indikaattori, jonka väri voi muuttua vastaanotettaessa protoneja vedettömässä liuottimessa. Itse asiassa monia happo-emäs-indikaattoreita voidaan käyttää ei-vesipitoisissa liuottimissa. pH-testipaperilla voidaan usein mitata tietty "pH-arvo" ei-vesipitoisissa liuottimissa. Pieni määrä fenoliftaleiinialkoholiliuosta voidaan tiputtaa väkevään rikkihappoon tai väkevään fosforihappoon. Selvä punainen väri voidaan nähdä. Oranssinkeltainen väri johtuu fenolftaleiinin protonoitumisesta vahvan hapon vaikutuksesta ja veden häviämisestä, jolloin muodostuu yhdiste, jolla on trityylipositiivinen ionirakenne. Superhappojen happamuuden, eli protonoitumiskyvyn mittaamiseen, eli käyttää asianmukaisia indikaattoreita sekä kolorimetristä tai spektrofotometristä määritystä. Jos voit valita sopivan indikaattorin ja lisätä spektrofotometrian, voit vertailla vetyionien aktiivisuutta vedettömissä liuotinliuoksissa. Haittapuolena on, että itseisarvon mittaus vaatii usein monimutkaista kalibrointia ja tarkkuus ei ole korkea.
2. Potentiometrinen menetelmä, valitse vetyioneja osoittava elektrodi (vetyioneja osoittava elektrodi) vedettömässä liuottimessa ja tee yhteistyötä vertailuelektrodin kanssa määritystä varten. Yleisin vetyioniselektiivinen elektrodi - lasielektrodi, yleisesti ottaen, voidaan käyttää ei-vesipitoisissa liuottimissa, mutta se on kalibroitava uudelleen vedettömissä liuottimissa; mutta vertailuelektrodin on oltava vedettömän liuoksen vertailuelektrodi, yleensä Gan. Elohopeaelektrodi on KCl-vesielektrolyytti, jota ei yleensä voida käyttää suoraan vedettömiin liuoksiin. Jos sitä käytetään vastahakoisesti, se johtaa helposti epävakaaseen mittaukseen ja lisää virheitä nesteliitospotentiaalin vaikutuksesta. On parasta valita ei-vesipitoisille liuoksille sopiva Ag-AgCl-elektrodi. jne. Niitä toimittaa monet valmistajat, ja käyttämällesi liuottimelle sopivat löydät Internetistä. Liitä sopiva vetyioniselektiivinen elektrodi ja vertailuelektrodi pH-mittariin, ja se voidaan mitata kuten pH-arvo vesiliuoksessa, mutta se on kalibroitava tarkan mittauksen saavuttamiseksi. Jos sitä ei ole kalibroitu, mitattu "pH-arvo" Vain viitteeksi. Jos kyseessä on happo-emäs-titraus vedettömässä liuottimessa, käytä vain potentiaalin tai "pH-arvon" hyppypistettä ekvivalenssipisteenä. Myös pH-mittarin alue on valittava hyvin, ja "pH-arvo" vedettömissä liuottimissa ylittää usein alueen 0-14.
