Фенолфталеин является индикатором, который помогает определить уровень кислотности данной среды. Официальное химическое название этого вещества — 4,4′-диоксифталофенон, а также 3,3-бис-(4-гидроксифенил)фталид или 3,3-бис(4-гидроксифенил)-1(3H)-изобензофуранон. В повседневной жизни его также упоминают как пурген. Химическая формула этого соединения — C20H14O4.
- Фенолфталеин — органическое соединение, используемое в качестве кислотно-основного индикатора.
- Изменение цвета индикатора происходит в диапазоне pH от 8.2 до 10.
- В кислой и нейтральной среде фенолфталеин бесцветен.
- При pH выше 8.2 индикатор начинает принимать розоватый цвет.
- При pH выше 10 цвет становится интенсивно малиновым.
При обычных условиях фенолфталеин представляет собой белое кристаллическое вещество, состоящее из бесцветных кристаллов и обладающее характерным запахом. Он плохо растворим в воде, но отлично растворяется в этаноле и диэтиловом эфире.
Получение
Фенолфталеин получают через органический синтез, комбинируя фенол C6H5OH и фталевый ангидрид C8H4O3 с использованием хлорида цинка ZnCl2 или концентрированной серной кислоты H2SO4. В кислый раствор добавляют одну часть фенола и три части ангидрида, затем смесь нагревают до температуры +105 °C … +110 °C. По завершении реакции образуется кристаллический фенолфталеин. После фильтрации жидкости и высушивания кристаллов, индикатор готов к применению.
Впервые этот химикат был синтезирован Нобелевским лауреатом, немецким химиком Адольфом фон Байером в конце 19 столетия.
Применение фенолфталеина
Фенолфталеин представляет собой кислотно-основный индикатор, широко используемый в различных сферах. Его не только применяют в химии, но и для быстрой оценки кислотности средств для ухода за кожей, шампуней, садовой и огородной почвы, а также различных продуктов.
Фенолфталеин является одним из наиболее широко используемых кислотно-основных индикаторов. Его цветовая реакция зависит от уровня pH среды. В кислой среде (pH ниже 4) фенолфталеин остается бесцветным. При переходе к нейтральным значениям pH (около 7) индикатор также показывает прозрачность, однако при дальнейшем увеличении pH до 8,2 және выше, начинает проявляться ярко-розовая окраска. Это делает фенолфталеин полезным инструментом для определения границ кислотно-щелочного равновесия.
Рабочие значения pH для фенолфталеина позволяют его использовать в различных химических реакциях. Например, в пределах от 8,2 до 10,0 индикатор четко демонстрирует изменение цвета, что делает его весьма полезным в лабораторных условиях для titrations щелочек и в ситуациях, когда необходимо выделить нейтральные растворы. Эта способность связана с его наличием в структурных формах, которые способны изменять свои свойства в зависимости от кислотности среды.
Окраска фенолфталеина варьируется в зависимости от концентрации и состояния раствора. В основном, при pH ниже 4 он будет бесцветным, а при pH выше 8,2 будет ярко-розовым. Такой контраст облегчает визуализацию изменений в кислотно-щелочной среде. Однако стоит отметить, что в очень щелочных условиях (pH выше 10), интенсивность окраски может уменьшаться, что следует учитывать при интерпретации результатов.
Недавно популярное слабительное средство пурген стало считаться канцерогеном, его использование внутрь и продажа в аптеках теперь запрещены.
Основное применение данного индикатора находит в аналитической химии. Его используют: • в качестве индикатора; • для создания индикаторной бумаги; • в процессе титрования; • для выявления присутствия определенных элементов в растворах, таких как цинк, кадмий, магний и прочие; • для получения комплексных индикаторных смесей.
4 состояния окраски в зависимости от кислотности среды
При добавлении фенолфталеина в исследуемый раствор, его цвет будет варьироваться в зависимости от кислотности среды: • в сильно кислой среде с pH менее 0 он приобретается оранжевый цвет; • в нейтральной и слабокислой среде (pH от 0 до 8,2) цвет остается неизменным; • в щелочной среде с pH от 8 до 10 индикатор окрасится в ярко малиновый (розовый, пурпурный, фуксиновый) цвет; • очень сильно щелочная среда с pH выше 12 также не изменит свой первоначальный цвет.
Рабочее значение перехода окраски
Для титрования важно знать, какое значение имеет pH, совпадающее с конечной точкой титрования. Эта точка определяется по центру области перехода цвета кислотно-основного индикатора.
Цвет фенолфталеина служит индикатором уровня кислотности. Наиболее полезен индикатор в щелочных средах, так как в умеренно кислых и сильно щелочных средах он остается бесцветным. Интервал изменения цвета диоксифталофенона колеблется от 8,2 до 10,0 по шкале pH, что соответствует значению титрования, равного 9,0.
Правила работы с реактивом и меры предосторожности
Для титрования и аналитических работ обычно используется спиртовой раствор фенолфталеина. Оптимально, если раствор хранится в капельнице. Для определения кислотности в исследуемую жидкость добавляют каплю индикатора фенолфталеина и спустя примерно 3 секунды наблюдают за изменениями цвета.
Диоксифталофенон представляет собой химикат 2 категории опасности. Его капли могут быть опасны для кожи и глаз без защиты, вызывая химические ожоги. Поэтому при работе с веществом рекомендуется использовать перчатки, защитные очки и маски.
Раствор следует утилизировать в соответствии с правилами для опасных веществ. Просроченные или использованные реактивы запрещается сливать в канализацию или закапывать, а Выбрасывать на свалки.
Раствор следует хранить в стеклянных ёмкостях, бутылках или капельницах не более месяца, после чего его необходимо готовить заново. Сухой фенолфталеин можно хранить до одного года в сухом помещении. Как в сухом виде, так и в растворе, индикатор должен храниться в помещениях с контролируемой температурой. Его нельзя подвергать морозу, нагреванию или воздействию солнечных лучей.
Вопросы по теме
Как фенолфталеин изменяет цвет в зависимости от pH и почему это важно для химических реакций?
Фенолфталеин представляет собой кислотно-щелочной индикатор, который меняет цвет в диапазоне pH от 8.2 до 10.0. При pH ниже 8.2 индикатор остается бесцветным, а при повышении значения pH он принимает розовый оттенок. Это изменение цвета связано с ионным состоянием фенолфталеина: в кислой среде он существует в форме, не окрашенной, а в щелочной среде происходит протонное отторжение, что приводит к образованию окрашенной формы. Знание этих свойств фенолфталеина имеет критическое значение для многих химических реакций, особенно в титрациях, где важно точно определить точку эквивалентности.
В каких областях используется фенолфталеин, кроме лабораторных титраций?
Фенолфталеин нашел применение не только в химических лабораториях, но и в медицинских и биологических исследованиях. Например, его используют как индикатор в различных тестах для определения pH крови и мочи, что помогает диагностировать определенные заболевания. Кроме того, фенолфталеин иногда добавляют в продукты и косметику для оценки pH-уровня, что помогает избегать повреждения кожи или раздражений. Также его используют в водяных системах для контроля качества воды, так как изменение pH может указывать на загрязнение.
Почему фенолфталеин может быть опасен в случае неправильного использования?
Хотя фенолфталеин считается безопасным в стандартных лабораторных условиях, он может быть опасен в случае неправильного использования. При попадании на кожу или слизистые оболочки он может вызвать раздражение. Кроме того, при неправильном введении в организм (например, в виде таблеток) фенолфталеин может иметь токсичный эффект. Следовательно, важно следовать безопасным процедурам работы с химическими веществами, использовать средства индивидуальной защиты и избегать его использования для личной гигиены без соответствующего контроля и согласования с медицинскими специалистами.
