Константы диссоциации кислотно-основных индикаторов

Кислотно-основные индикаторы по своей природе являются слабыми органическими кислотами или основаниями. Например, в водном растворе индикатора-кислоты НА согласно теории Бренстеда-Лоури устанавливается химическое равновесие (3.1).

(3.1)

Молекулярная (НА) и ионная (А^-) формы индикатора имеют различную окраску, их полосы поглощения находятся в разных областях спектра.

Количественной характеристикой химического равновесия в разбавленных растворах (С < 10^-3 моль/дм³) служит константа кислотности (К_а)

, (3.2)

где [ HA ], [ ] - равновесная концентрация кислотной и основной форм индикатора, соответственно. После логарифмирования и изменения знака, получаем формулы (3.3, 3.4):

или

(3.3)

Из уравнения (3.3) видно, что изменение рН растворов вызывает изменение соотношения концентраций [ HA ] и [ A ^-], следовательно, окраски и спектров поглощения растворов. Можно подобрать значения рН, при которых возможно сместить равновесие (1) либо в сторону молекулярной формы, либо в сторону ионной формы. В этом случае в спектре раствора обнаруживается только одна полоса поглощения, отвечающая молекулярной или ионной форме индикатора (рисунок 3.1, спектры 1, 6 соответственно). Для раствора с промежуточными значениями рН спектр поглощения более сложный, он включает одновременно полосы поглощения молекулярной и ионной форм индикатора.

Рисунок 3.1 – Спектр поглощения анализируемого красителя