Как да приготвите Bromcresol Green pH индикатор

Бромокрезолово зелено, наричано още 3′,3′′,5′,5′′-тетрабромо-m-крезолсулфонфталеин, е индикатор за рН, който често се използва както в лабораториите по аналитична химия, така и в биологичните лаборатории. В лабораторията по химия се използва като индикатор при киселинно/основно титруване, докато в лабораторията по биология се използва за демонстриране на активността на определени ензими.

Това е един от няколкото pH индикатора с практическо значение и често използвани. Поради тази причина е важно да знаете как правилно да приготвите този разтвор, така че, когато се използва, да има промени в цвета с постоянен интензитет и, в допълнение, в подходящия диапазон на pH за многобройните му приложения.

Какво е pH индикатор?

Индикаторите за pH са разтвори на слаби киселини или основи, които имат много различни интензивни цветове в кисела среда и в алкална среда. Тоест, те са вещества, чиито спрегнати киселини или основи имат значително различен цвят в разтвора от съответната основа или оригинална киселина, така че те служат за визуално указване на диапазона на pH на разтвора.

интервал на промяна на цвета

Цветът, който всеки индикатор представя в разтвора, се определя от съотношението на индикаторните молекули, които са йонизирани по отношение на тези, които не са. Тоест, определя се от степента на йонизация. Това от своя страна се определя от киселинно-алкалния баланс на всеки индикатор и от неговата киселинност или киселинност, както е показано по-долу:

Равновесната константа за тази реакция (K _a ) определя концентрациите на всички видове в равновесие, както следва:

• Когато pH на разтвора е равно на pKa на индикатора (pKa е отрицателният логаритъм от константата на киселинността, Ka ) _, тогава и двата вида, киселината и нейната спрегната основа, са с еднаква концентрация.
• Ако pH е по-ниско, тогава цветът на протонирания индикатор ще преобладава.
• Ако pH е по-голямо от pKa, тогава цветът на йонизирания индикатор ще преобладава.

Поради тази причина pKa е определящият фактор за избора на pH индикатор за всяко приложение.

Бромокрезолово зелено като pH индикатор

В случая на бромокрезолово зелено, неговото pKa има стойност 4,7, така че промяната на цвета от киселинна към основна среда е в диапазон от стойности на рН, който варира от 4,4 до 5,0. Този индикатор има интензивен син цвят, когато е йонизиран, т.е. в основна среда . От друга страна, когато е напълно протониран, т.е. в кисела среда , той показва жълт цвят .

Структура на бромокрезолово зелено

Бромокрезолово зелено има молекулна формула C ₂₁ H ₁₄ Br ₄ O ₅ S с моларна маса 698,01 g/mol. Неговата молекулярна структура е представена по-долу:

Както можете да видите, това е органично съединение с две фенолни групи, които могат да се йонизират, като по този начин действат като киселина. Това съединение може да се синтезира чрез бромиране на крезолово лилаво, което има основно същата структура, но без 4-те бромни атома. Въпреки това е обичайно индикаторът да се приготвя от вече синтезираната свободна киселина, която е светлокафяво кристално твърдо вещество. Също така, разтворът може да се приготви от натриева сол, която е по-лесна за разтваряне във вода. Това също е кристално твърдо вещество, но с тъмнозелен цвят поради наличието на конюгирана основа.

Използване на бромокрезолов зелен pH индикатор

• Използва се като киселинно-алкален индикатор за силно киселинно и основно титруване.
• Използва се като киселинно-алкален индикатор за слабо киселинно титруване.
• Използва се като pH индикатор в различни бактериални култури, за да подчертае ферментационните процеси, които подкиселяват средата.

Приготвяне на разтвор на бромокрезол зелен индикатор

Сега, след като знаем какво представлява и за какво се използва, ще видим как да приготвим разтвора на бромокрезол зелен pH индикатор.

По-долу са представени две различни процедури за получаването му, едната от киселината, а другата от натриевата сол. Но и в двата случая резултатът ще бъде един и същ: 100 ml 0,05% разтвор.

Приготвяне на индикатора от чисто бромокрезолово зелено

За този препарат ще ви трябват следните реактиви:

• Бромокрезолово зелено (светлокафяво кристално твърдо вещество).
• Разтвор на натриев хидроксид (NaOH) 0,1 М.
• 95% V/V етанол.
• Дейонизирана вода.

Ще ви трябват и следните лабораторни материали и инструменти:

• Аналитична везна.
• 1 ml градуирана пипета
• 20 ml градуирана пипета
• 100 ml мерителна колба

Процедура

1. 50 mg (0,0500 g) твърдо бромокрезолово зелено се претеглят на аналитични везни и се прехвърлят в мерителна колба от 100 ml.
2. Като използвате градуирана пипета от 1,0 mL, прехвърлете 0,72 mL от 0,10 М разтвор на натриев хидроксид в колбата, съдържаща бромокрезолово зелено, и разклатете, за да се смеси и да позволи реакцията на неутрализация. Трябва да се наблюдава рязка промяна на цвета от светлокафяво до наситено тъмнозелено.
3. С помощта на 20 ml пипета, 20 ml 95% етанол се прехвърлят в колбата, съдържаща сместа, и се разклаща до пълното й разтваряне.
4. В колбата се добавя вода до маркировката за обем от 100 ml.
5. Накрая се покрива и се разклаща до хомогенизиране на разтвора.

Получаване на индикатора от натриева сол на бромокрезолово зелено

Ако се използва натриева сол вместо бромокрезолово зелено, не е необходим етап на неутрализация с натриев хидроксид, тъй като солта вече е разтворима във вода.

В този случай ще ви трябва само:

• Бромокрезол зелена натриева сол (тъмнозелено кристално твърдо вещество).
• 95% V/V етанол.
• Дейонизирана вода.

Ще ви трябват същите лабораторни материали и инструменти с изключение на градуираната пипета от 1,0 ml.

Процедура

1. 51,6 mg (0,0516 g) бромкрезол зелена натриева сол се претеглят на аналитични везни и се прехвърлят в 100 ml мерителна колба.
2. С помощта на 20 ml пипета прехвърлете 20 ml 95% етанол в колбата и разклатете, докато солта се разтвори напълно. Трябва да се получи тъмнозелен разтвор.
3. В колбата се добавя вода до маркировката за обем от 100 ml.
4. Накрая се покрива и се разклаща до хомогенизиране на разтвора.

тест за чувствителност

Важно е да се извърши предварителен тест на индикатора, за да се гарантира, че той оцветява в подходящия диапазон на рН и че цветовете са достатъчно интензивни, за да бъдат открити с просто око. За целта се провежда следният тест:

1. Добавете 0,2 mL (приблизително 4 капки) индикатор бромокрезолово зелено към 100 mL дегазирана, дейонизирана вода в чаша. Резултатът трябва да е син цвят.
2. Цветът трябва да се промени до жълт с добавяне на не повече от 0,2 ml (4 капки) 0,02 М солна киселина, тъй като това води до получаване на разтвор с рН 4,40).

Препратки

Бромокрезол зелен информационен лист за безопасност (nd). Извлечено от https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=B3835&productDescription=BROMOCRESOL+GREEN+ACS+5G&vendorId=VN00033897&countryCode=US&language=en

Бромокрезол зелена натриева сол – Спецификации на продукта (nd). Извлечено от https://www.sigmaaldrich.com/specification-sheets/108/559/B1256-BULK________SIAL_____.pdf

Чудхари, А. (nd). Приготвяне на индикаторни разтвори. Извлечено от https://www.pharmaguideline.com/2010/09/preparation-of-indicator-solutions.html

Киселинно-базови титрувания. (2020 г., 30 октомври). Изтеглено на 10 юли 2021 г. от https://espanol.libretexts.org/@go/page/1916