Hur man förbereder Bromcresol Green pH-indikator

Bromokresolgrön, även kallad 3′,3′′,5′,5′′-Tetrabromo-m-kresolsulfonftalein, är en pH-indikator som ofta används i både analytisk kemi och biologilaboratorier. I kemilaboratoriet används den som indikator vid syra/bastitrering, medan den i biologilaboratoriet används för att visa aktiviteten hos vissa enzymer.

Detta är en av flera pH-indikatorer av praktisk betydelse och ofta i bruk. Av denna anledning är det viktigt att veta hur man korrekt förbereder denna lösning så att den, när den används, uppvisar färgförändringar av konsekvent intensitet och dessutom i lämpligt pH-intervall för dess flera tillämpningar.

Vad är en pH-indikator?

pH-indikatorerna är lösningar av svaga syror eller baser som har mycket olika intensiva färger i ett surt medium och i ett alkaliskt medium. Det vill säga, de är ämnen vars konjugerade syror eller baser har en markant annan färg i lösning från respektive bas eller ursprunglig syra, så de tjänar till att visuellt indikera pH-intervallet för en lösning.

färgbytesintervall

Färgen som varje indikator presenterar i en lösning bestäms av andelen indikatormolekyler som joniseras i förhållande till de som inte är det. Det vill säga, det bestäms av graden av jonisering. Detta i sin tur styrs av syra-basbalansen för varje indikator och av dess surhets- eller bacisitetskonstant, som visas nedan:

Jämviktskonstanten för denna reaktion (Ka ₎ bestämmer koncentrationerna av alla arter vid jämvikt enligt följande:

• När lösningens pH är lika med pKa för indikatorn (pKa är den negativa logaritmen av surhetskonstanten, Ka ₎ , då är båda arterna, syran och dess konjugerade bas, i samma koncentration.
• Om pH är lägre kommer färgen på den protonerade indikatorn att dominera.
• Om pH är högre än pKa kommer färgen på den joniserade indikatorn att dominera.

Av denna anledning är pKa den avgörande faktorn för valet av en pH-indikator för varje applikation.

Bromkresolgrön som pH-indikator

När det gäller bromokresolgrönt har dess pKa ett värde på 4,7, så färgförändringen från ett surt till ett basiskt medium ligger inom ett pH-område som går från 4,4 till 5,0. Denna indikator uppvisar en intensiv blå färg när den är joniserad, dvs i ett basmedium . Å andra sidan, när den är helt protonerad, dvs i ett surt medium , visar den en gul färg .

Struktur av bromokresolgrön

Bromkresolgrönt har molekylformeln C ₂₁ H ₁₄ Br ₄ O ₅ S med en molmassa på 698,01 g/mol. Dess molekylära struktur presenteras nedan:

Som du kan se är det en organisk förening med två fenolgrupper som kan jonisera och därmed fungera som en syra. Denna förening kan syntetiseras genom bromering av kresollila som har i princip samma struktur men utan de 4 bromatomerna. Det är dock vanligt att framställa indikatorn från den redan syntetiserade fria syran, som är ett ljusbrunt kristallint fast ämne. Lösningen kan också framställas från natriumsaltet som är lättare att lösa i vatten. Detta är också ett kristallint fast ämne, men med en mörkgrön färg på grund av närvaron av konjugatbasen.

Bromokresol Grön pH-indikator Användningsområden

• Den används som en syra-bas-indikator för starka syra- och bastitreringar.
• Den används som en syra-basindikator för svaga syratitreringar.
• Den används som pH-indikator i olika bakteriekulturer för att lyfta fram de fermenteringsprocesser som försurar mediet.

Beredning av bromokresol grön indikatorlösning

Nu när vi vet vad det är och vad det används till kommer vi att se hur man förbereder den gröna pH-indikatorlösningen för bromokresol.

Två olika förfaranden för dess framställning presenteras nedan, en från syran och den andra från natriumsaltet. Men i båda fallen blir resultatet detsamma: 100 ml av en 0,05 % lösning.

Beredning av indikatorn från ren bromokresolgrön

För denna beredning behöver du följande reagens:

• Bromkresolgrön (ljusbrunt kristallint fast ämne).
• Natriumhydroxid (NaOH) lösning 0,1 M.
• 95% V/V etanol.
• Avjoniserat vatten.

Du behöver också följande laboratoriematerial och instrument:

• Analytisk balans.
• 1 mL graderad pipett
• 20 mL graderad pipett
• 100 ml mätkolv

Procedur

1. 50 mg (0,0500 g) fast bromokresolgrönt vägs på en analytisk våg och överförs till 100 ml mätkolven.
2. Använd en 1,0 mL graderad pipett, överför 0,72 mL 0,10 M natriumhydroxidlösning till kolven som innehåller bromokresolgrönt och skaka för att blanda och tillåta neutralisationsreaktionen. En skarp färgförändring från ljusbrun till djupt mörkgrön bör observeras.
3. Med hjälp av 20 ml pipetten överförs 20 ml 95 % etanol till kolven som innehåller blandningen och skakas tills den är helt upplöst.
4. Vatten tillsätts till kolven upp till 100 ml volymmärket.
5. Slutligen täcks den och skakas för att homogenisera lösningen.

Beredning av indikatorn från natriumsaltet av bromokresolgrönt

Om natriumsaltet används istället för bromokresolgrönt är neutraliseringssteget med natriumhydroxid inte nödvändigt eftersom saltet redan är lösligt i vatten.

I det här fallet behöver du bara:

• Bromokresol grönt natriumsalt (mörkgrönt kristallint fast ämne).
• 95% V/V etanol.
• Avjoniserat vatten.

Du behöver samma laboratoriematerial och -instrument förutom den 1,0 ml graderade pipetten.

Procedur

1. 51,6 mg (0,0516 g) av bromkresolgrönt natriumsalt vägs på en analytisk våg och överförs till 100 ml mätkolven.
2. Använd 20 ml pipetten, överför 20 ml 95 % etanol till kolven och skaka tills saltet är helt upplöst. En mörkgrön lösning bör erhållas.
3. Vatten tillsätts till kolven upp till 100 ml volymmärket.
4. Slutligen täcks den och skakas för att homogenisera lösningen.

känslighetstest

Det är viktigt att utföra ett preliminärt test av indikatorn för att säkerställa att den får färg i rätt pH-intervall och att färgerna är tillräckligt intensiva för att upptäckas med blotta ögat. För detta utförs följande test:

1. Tillsätt 0,2 mL (ungefär 4 droppar) bromokresolgrön indikator till 100 mL avgasat, avjoniserat vatten i en bägare. Resultatet bör vara en blåfärgad lösning.
2. Färgen bör ändras till gul med tillsats av högst 0,2 mL (4 droppar) 0,02 M saltsyra, eftersom detta ger en lösning med ett pH på 4,40.

Referenser

Bromokresol grönt säkerhetsdatablad (nd). Hämtad från https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=B3835&productDescription=BROMOCRESOL+GREEN+ACS+5G&vendorId=VN00033897&countryCode=US&language=en

Bromokresol Grönt natriumsalt – Produktspecifikationer (nd). Hämtad från https://www.sigmaaldrich.com/specification-sheets/108/559/B1256-BULK________SIAL_____.pdf

Choudhary, A. (nd). Förberedelse av indikatorlösningar. Hämtad från https://www.pharmaguideline.com/2010/09/preparation-of-indicator-solutions.html

Syra-bas-titrering. (2020, 30 oktober). Hämtad 10 juli 2021 från https://espanol.libretexts.org/@go/page/1916