Эталоны решения задач. 1.Найти точку перехода и интервал изменения окраски индикатора HInd с = 10–4
1.Найти точку перехода и интервал изменения окраски индикатора HInd с 
= 10–4.
Решение.
1) 
= –lg = -lg10–4 = 4;
2) точка перехода окраски определяется как: рН = = 4;
3) интервал перехода окраски рассчитывается как: рН = ± 1 и для данного индикатора составит от 3 до 5 (окраска смешанная).
2. Какую окраску будет иметь индикатор HInd с = 10–7 в раст-ворах с рН = 0, 3, 5, 7, 10, 13, если его молекулы красные, а ионы синие?
Решение.
1) = –lg = –lg10–7 = 7;
2) точка перехода окраски: рН = = 7;
3) интервал перехода окраски: рН = ± 1, т.е. от 6 до 8;
4) таким образом, в растворах с рН < 6 преобладает молекулярная форма индикатора и растворы с рН = 0, 3, 5 будут окрашены в красный цвет;
5) в растворах с рН > 8 преобладает ионная форма индикатора, следовательно, растворы с рН = 10, 13 окрасятся в синий цвет, растворы с рН = 7 окрасится в фиолетовый цвет.
Эту задачу, начиная с п. 4 удобно решать графически:
3. Какие из перечисленных растворов окрасятся при добавлении к ним индикатора HInd с = 9, если молекулы его бесцветные, а ионы желтые?
| а) раствор NaCl; | в) раствор с рН = 3; |
| б) раствор с [Н+] = 10–12 моль/л; | г) раствор с рН = 13 |
Решение.
1) точка перехода окраски: рН = 9;
2) интервал перехода окраски: рН = 8 – 10;
3) найдем рН исследуемых растворов:
а) соль NaCl не гидролизуется, следовательно, рН = 7,
б) pH = –lg[H+] = –lg10–12 = 12,
в) рН = 3,
г) рН = 13;
4) из рисунка видно, что растворы с рН = 3, 7 останутся бес-цветными, а с рН = 12, 13 окрасятся в желтый цвет.
4.К неизвестному раствору добавили индикатор HInd ( = 10–4, молекулы – красные, ионы – желтые). Раствор окрасился в желтый цвет. Свидетельствует ли этот факт о том, что раствор имеет щелочную реакцию среды?
Решение.
1) = 4;
2) точка перехода окраски: рН = 4;
3) интервал перехода: рН = 3 – 5;
4) из рисунка видно, что данный индикатор будет иметь желтую окраску в любом растворе с рН > 5, т.е., в растворах со слабокислой, нейтральной и щелочной реакцией.
5. Какое вещество следует взять для стандартизации раствора КОН? Какой из индикаторов с = 10–4 или с = 10–9 следует применить при титровании?
Решение.
1) раствор КОН стандартизируют Н2С2О4∙2H2O, раствор которого готовят по точной навеске;
2) при титровании протекает реакция:
Н2С2О4 + 2КОН = K2C2O4 + 2Н2О
3) из уравнения видно, что в точке эквивалентности в растворе находится соль К2С2О4, гидролиз которой приводит к появлению слабощелочной реакции среды, следовательно, в точке эквивалентности рН > 7.
4) характеристика индикаторов:
(I) = 4, точка перехода окраски: рН = 4,
интервал перехода окраски: рН = 3 – 5.
(II) = 9, точка перехода окраски: рН = 9,
интервал перехода окраски: рН = 8 – 10.
Таким образом, интервал перехода окраски индикатора с = 10–9 позволяет зафиксировать точку эквивалентности реакции, протекающей при стандартизации.
6. Требуется установить концентрацию раствора NH4C1. Обосновать выбор титранта и индикатора для титрования.
Решение.
1) в результате гидролиза раствор NH4C1 имеет рН < 7, следова-тельно, титрантом должна быть щелочь. Основными титрантами в алкалиметрии являются КОН и NaOH;
2) при титровании произойдет реакция:
NH4C1 + КОН = NH3∙Н2О + КС1
3) в точке эквивалентности продуктами реакции являются соль КС1, не подвергающаяся гидролизу, и слабое основание NH3∙Н2О, поэтому в точке эквивалентности рН > 7, следовательно, для ее фиксирования требуется индикатор с > 7, т.е. с интервалом изменения окраски в щелочной среде.