Hvordan måle pH-verdien til organiske løsemidler nøyaktig?
For det første, strengt tatt, er pH i organiske løsemidler, eller ikke-vandige løsemidler, en upresis påstand.
pH er den negative logaritmen av konsentrasjonen av hydrogenioner i vandig løsning, men det er ingen frie hydrogenioner (protoner) i vandig løsning, bare hydroniumioner H3O pluss (enda mer komplekse hydroniumioner), og ioniseringsnaturen til protonsyrer i vann er protonoverføring, la syren representeres av HA: HA pluss H2O ⇌ A- pluss H3O pluss Det vil si at syren HA overfører protonet til vann, syren blir den konjugerte basen A-, og vannet blir til H3O pluss , H3O pluss kan også betraktes som en En syre, da tilsvarer vann faktisk en base i denne ioniseringen.
pH-målingen er faktisk konsentrasjonen av H3O pluss i en vandig løsning, mer presist aktiviteten til solvatiserte hydrogenioner (H3O pluss ) i en vandig løsning. I ikke-vandige løsningsmidler er målet for syren for å overføre protoner ikke vann, og den genererte H3O pluss er det ikke. Derfor, for å sammenligne surhet, bør syrens evne til å donere protoner vurderes. Det er best å ikke bruke konseptet med å måle pH-verdien. Hvis du må bruke en tilnærmet Konseptet kan brukes til å måle aktiviteten til (solvatiserte) hydrogenioner i ikke-vandige løsningsmiddelløsninger. Selvfølgelig, hvis du vil kalle den negative logaritmen til aktiviteten til solvatiserte hydrogenioner i en ikke-vandig løsningsmiddelløsning også kalt "pH-verdien i en ikke-vandig løsning", er det greit.
For eksempel, i iseddikløsningsmiddel, kan ioniseringen av syre-HA uttrykkes som: HA pluss CH3COOH ⇌ A- pluss CH3C(OH)2 pluss CH3C(OH)2 pluss er det solvatiserte hydrogenionet i iseddikløsningsmidlet, dets aktivitet ( Den kan tilnærmes som den negative logaritmen av konsentrasjonen i fortynnet løsning, og den kan også kalles "pH-verdien" i iseddikløsningsmiddel. "pH-verdien" i dette ikke-vandige løsningsmidlet er ikke nødvendigvis vanligvis mellom kl. 0-14, og "nøytral" tilsvarer ikke nødvendigvis pH=7, fordi ionproduktet (298.15K) av vann er 1*10^ (-14). Det er omtrentlig to målinger metoder, og den grunnleggende ideen er lik den i vandig løsning:
1. Indikatormetode, velg en indikator som kan gjennomgå fargeendring ved mottak av protoner i et ikke-vandig løsningsmiddel. Faktisk kan mange syre-base-indikatorer brukes i ikke-vandige løsningsmidler. pH-testpapir kan ofte måle en viss "pH-verdi" i ikke-vandige løsemidler. En liten mengde fenolftalein alkoholløsning kan dryppes i konsentrert svovelsyre eller konsentrert fosforsyre. Åpenbar rød farge kan sees. Den oransje-gule fargen er forårsaket av protonering av fenolftalein av en sterk syre og tap av vann for å danne en forbindelse med en trityl-positiv ionstruktur. Å måle surheten til supersyrer, det vil si protonasjonsevnen, det vil si å bruke passende indikatorer, pluss kolorimetrisk eller spektrofotometrisk bestemmelse. Hvis du kan velge en passende indikator og legge til spektrofotometri, kan du sammenligne aktiviteten til hydrogenioner i ikke-vandige løsningsmiddelløsninger. Ulempen er at måling av absolutt verdi ofte krever komplisert kalibrering og nøyaktigheten er ikke høy.
2. Potensiometrisk metode, velg den hydrogenion-selektive elektroden (hydrogenion-indikerende elektrode) i det ikke-vandige løsningsmidlet, og samarbeid med referanseelektroden for bestemmelse. Den vanligste hydrogenionselektive elektroden - glasselektrode, generelt sett, kan brukes i ikke-vandige løsningsmidler, men må re-kalibreres i ikke-vandige løsningsmidler; men referanseelektroden må være en ikke-vandig løsningsreferanseelektrode, vanligvis Gan Kvikksølvelektroden er en KCl vandig elektrolytt, som vanligvis ikke kan brukes direkte til ikke-vandige løsninger. Hvis den brukes motvillig, vil den lett føre til ustabil måling og øke feil på grunn av påvirkning av væskeovergangpotensialet. Det er best å velge en Ag-AgCl-elektrode som er egnet for ikke-vandige løsninger. osv. Det er mange produsenter som leverer dem, og du kan finne de som passer for løsemidlet du bruker på Internett. Koble den passende hydrogenionselektive elektroden og referanseelektroden til pH-måleren, og den kan måles som pH-verdien i vandig løsning, men den må kalibreres for å oppnå nøyaktig måling. Hvis den ikke er kalibrert, den målte "pH-verdien" Kun for referanse. Hvis det er en syre-basetitrering i et ikke-vandig løsningsmiddel, så bruk bare potensialet eller "pH-verdi"-hopppunktet som ekvivalenspunkt. Området til pH-måleren bør også velges godt, og "pH-verdien" i ikke-vandige løsningsmidler overskrider ofte området 0-14.
