Cách chuẩn bị Chỉ thị pH Xanh Bromcresol

Bromocresol green, còn được gọi là 3′,3′′,5′,5′′-Tetrabromo-m-cresolsulfonphthalein, là một chất chỉ thị pH thường được sử dụng trong cả phòng thí nghiệm hóa phân tích và sinh học. Trong phòng thí nghiệm hóa học, nó được sử dụng làm chất chỉ thị trong chuẩn độ axit/bazơ, trong khi trong phòng thí nghiệm sinh học, nó được sử dụng để chứng minh hoạt động của một số enzym.

Đây là một trong một số chỉ số pH có tầm quan trọng thực tế và thường được sử dụng. Vì lý do này, điều quan trọng là phải biết cách chuẩn bị chính xác dung dịch này để khi được sử dụng, nó thể hiện sự thay đổi màu sắc với cường độ phù hợp và ngoài ra, trong phạm vi pH thích hợp cho nhiều ứng dụng của nó.

Chất chỉ thị pH là gì?

Chất chỉ thị pH là dung dịch của các axit hoặc bazơ yếu có màu đậm nhạt rất khác nhau trong môi trường axit và trong môi trường kiềm. Điều đó có nghĩa là, chúng là những chất mà axit hoặc bazơ liên hợp của chúng có màu khác biệt rõ rệt trong dung dịch so với bazơ hoặc axit gốc tương ứng, vì vậy chúng dùng để biểu thị, bằng mắt thường, phạm vi pH của dung dịch.

khoảng đổi màu

Màu sắc mà mỗi chất chỉ thị thể hiện trong dung dịch được xác định bởi tỷ lệ các phân tử chất chỉ thị bị ion hóa so với những chất không bị ion hóa. Đó là, nó được xác định bởi mức độ ion hóa. Đến lượt nó, điều này bị chi phối bởi sự cân bằng axit-bazơ của từng chất chỉ thị và bởi hằng số axit hoặc bazơ của nó, như hình dưới đây:

Hằng số cân bằng cho phản ứng này (K _a ) xác định nồng độ của tất cả các loài ở trạng thái cân bằng như sau:

• Khi độ pH của dung dịch bằng pKa của chất chỉ thị (pKa là logarit âm của hằng số axit, K a ₎ , thì cả hai loại, axit và bazơ liên hợp của nó, đều có cùng nồng độ.
• Nếu độ pH thấp hơn, thì màu của chất chỉ thị bị proton hóa sẽ chiếm ưu thế.
• Nếu độ pH lớn hơn pKa thì màu của chất chỉ thị bị ion hóa sẽ chiếm ưu thế.

Vì lý do này, pKa là yếu tố quyết định việc lựa chọn chất chỉ thị pH cho mỗi ứng dụng.

Bromocresol xanh làm chất chỉ thị pH

Trong trường hợp của bromocresol green, pKa của nó có giá trị là 4,7, vì vậy màu sắc thay đổi từ môi trường axit sang môi trường bazơ nằm trong khoảng giá trị pH từ 4,4 đến 5,0. Chỉ báo này thể hiện màu xanh đậm khi nó bị ion hóa, tức là trong môi trường cơ bản . Mặt khác, khi nó bị proton hóa hoàn toàn, tức là trong môi trường axit , nó sẽ có màu vàng .

Cấu trúc của bromocresol xanh

Bromocresol xanh có công thức phân tử C ₂₁ H ₁₄ Br ₄ O ₅ S với khối lượng mol là 698,01 g/mol. Cấu trúc phân tử của nó được trình bày dưới đây:

Như bạn có thể thấy, nó là một hợp chất hữu cơ có hai nhóm phenol có thể ion hóa, do đó hoạt động như một axit. Hợp chất này có thể được tổng hợp bằng cách brom hóa cresol tím có cấu trúc cơ bản giống nhau nhưng không có 4 nguyên tử brom. Tuy nhiên, người ta thường điều chế chất chỉ thị từ axit tự do đã được tổng hợp sẵn, là chất rắn kết tinh màu nâu nhạt. Ngoài ra, dung dịch có thể được chuẩn bị từ muối natri dễ hòa tan hơn trong nước. Đây cũng là một chất rắn kết tinh, nhưng có màu xanh đậm do sự có mặt của bazơ liên hợp.

Chỉ thị pH xanh Bromocresol Sử dụng

• Nó được sử dụng làm chất chỉ thị axit-bazơ để chuẩn độ axit và bazơ mạnh.
• Nó được sử dụng như một chất chỉ thị axit-bazơ để chuẩn độ axit yếu.
• Nó được sử dụng làm chất chỉ thị pH trong các môi trường nuôi cấy vi khuẩn khác nhau để làm nổi bật các quá trình lên men làm axit hóa môi trường.

Pha chế dung dịch chỉ thị xanh bromocresol

Bây giờ chúng ta đã biết nó là gì và nó được sử dụng để làm gì, chúng ta sẽ xem cách chuẩn bị dung dịch chỉ thị pH màu xanh bromocresol.

Hai quy trình khác nhau để điều chế nó được trình bày dưới đây, một từ axit và một từ muối natri. Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, kết quả sẽ giống nhau: 100 mL dung dịch 0,05%.

Điều chế chất chỉ thị từ bromocresol xanh tinh khiết

Đối với việc chuẩn bị này, bạn sẽ cần các thuốc thử sau:

• Bromocresol xanh (chất rắn kết tinh màu nâu nhạt).
• Dung dịch natri hydroxit (NaOH) 0,1 M.
• etanol 95% V/V.
• Nước khử ion.

Bạn cũng sẽ cần các vật liệu và dụng cụ phòng thí nghiệm sau đây:

• Phép cân bằng.
• pipet chia độ 1 mL
• pipet chia vạch 20 mL
• bình định mức 100 mL

Thủ tục

1. Cân 50 mg (0,0500 g) bromocresol xanh rắn trên cân phân tích và chuyển vào bình định mức 100 mL.
2. Dùng pipet chia độ 1,0 mL, chuyển 0,72 mL dung dịch natri hydroxyd 0,10 M vào bình chứa bromocresol xanh và lắc để trộn và để xảy ra phản ứng trung hòa. Cần quan sát thấy sự thay đổi màu rõ nét từ nâu nhạt sang xanh đậm đậm.
3. Sử dụng pipet 20 mL, chuyển 20 mL ethanol 95% vào bình chứa hỗn hợp và lắc cho đến khi hòa tan hoàn toàn.
4. Nước được thêm vào bình định mức đến vạch thể tích 100 mL.
5. Cuối cùng, nó được đậy nắp và lắc để đồng nhất dung dịch.

Điều chế chất chỉ thị từ muối natri của bromocresol green

Nếu muối natri được sử dụng thay cho bromocresol xanh thì không cần bước trung hòa với natri hydroxit vì muối đã hòa tan trong nước.

Trong trường hợp này, bạn sẽ chỉ cần:

• Muối natri xanh bromocresol (chất rắn kết tinh màu xanh đậm).
• etanol 95% V/V.
• Nước khử ion.

Bạn sẽ cần các vật liệu và dụng cụ thí nghiệm tương tự ngoại trừ pipet chia độ 1.0 mL.

Thủ tục

1. Cân 51,6 mg (0,0516 g) muối natri xanh bromocresol trên cân phân tích và chuyển vào bình định mức 100 mL.
2. Sử dụng pipet 20 mL, chuyển 20 mL ethanol 95% vào bình và lắc cho đến khi muối tan hoàn toàn. Nên thu được dung dịch có màu xanh đậm.
3. Nước được thêm vào bình định mức đến vạch thể tích 100 mL.
4. Cuối cùng, nó được đậy nắp và lắc để đồng nhất dung dịch.

kiểm tra độ nhạy

Điều quan trọng là phải tiến hành kiểm tra sơ bộ chất chỉ thị để đảm bảo rằng chất này chuyển màu trong khoảng pH thích hợp và màu đủ đậm để có thể phát hiện bằng mắt thường. Đối với điều này, thử nghiệm sau đây được thực hiện:

1. Thêm 0,2 mL (khoảng 4 giọt) chất chỉ thị xanh bromocresol vào 100 mL nước khử khí, khử ion trong cốc thủy tinh. Kết quả phải là một giải pháp màu xanh.
2. Màu sẽ chuyển sang màu vàng khi thêm không quá 0,2 mL (4 giọt) axit clohydric 0,02 M, vì điều này tạo ra dung dịch có độ pH là 4,40).

Người giới thiệu

Bảng dữ liệu an toàn xanh bromocresol (nd). Lấy từ https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=B3835&productDescription=BROMOCRESOL+GREEN+ACS+5G&vendorId=VN00033897&countryCode=US&language=en

Muối natri xanh bromocresol – Thông số kỹ thuật sản phẩm (nd). Lấy từ https://www.sigmaaldrich.com/specution-sheets/108/559/B1256-BULK________SIAL_____.pdf

Choudhary, A. (nd). Pha chế các dung dịch chỉ thị. Lấy từ https://www.pharmaguideline.com/2010/09/preparation-of-indicator-solutions.html

Chuẩn độ axit-bazơ. (2020, ngày 30 tháng 10). Truy cập ngày 10 tháng 7 năm 2021, từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1916