Редокс-индикаторы
Итак, редокс-индикатор или по другому окислительно-восстановительный индикатор - это такое химическое вещество, которое меняет свою окраску в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала системы т.е. под действием окислителя или восстановителя в структуре индикатора происходят изменения, которые приводят к изменению цвета. Чаще всего это органические или металлоорганические соединения.
Самыми распространёнными примерами редокс-индикаторов являются: метиленовый синий, индигокармин, нейтральный красный, дифениламин, ферроин, дифенилбензидин и некоторые другие.
Основная область применения подобных индикаторов - определение точки эквивалентности в титриметрическом анализе (при окислительно-восстановительном титровании).
Один из эффектных опытов с редокс-индикаторами можно провести в домашних условиях. В классическом исполнении он получил название «Голубая колба».
1. В классическом виде опыт выглядит следующим образом: в колбу 500 мл наливается 300-400 мл воды, растворяется 40-60 гр. гидроксида натрия, добавляется 20-40 гр. глюкозы, содержимое тщательно перемешивается, добавляется небольшое количество метиленового синего (его можно купить в аптеке) для получения насыщенного цвета. Далее колба плотно закрывается и встряхивается до полного растворения индикатора. Можно засекать время.
Будет наглядно видно, как раствор обесцвечивается до полного исчезновения цвета. Если обесцвеченный раствор встряхнуть, то он снова станет яркого сине-фиолетового цвета и процесс обесцвечивания начнётся снова.
В колбе протекает окислительно-восстановительная реакция с участием красителя. Его окисленная форма - сине-фиолетовая (голубая), восстановленная — бесцветная, глюкоза - восстановитель.
Чем выше температура раствора и концентрация глюкозы/гидроксида натрия - тем быстрее происходит обесцвечивание. Этот же трюк можно провернуть и с сахарозой (пищевым сахаром), но концентрации реагентов для достижения той же скорости химических реакций нужны ощутимо выше.
А теперь интересный вопрос: почему опыт удаётся повторить с сахарозой? Ведь согласно литературным данным сахароза не проявляет восстанавливающих свойств (не реагирует с реактивами Толленса, Фелинга и Бенедикта), не образует открытой формы… Исходных предположений два: 1. Изначально сахароза имеет примеси; 2. В растворе сахароза подвергается медленному гидролизу. На самом деле оба предположения верны одновременно. Причем в кислой среде и с повышением температуры гидролиз значительно ускоряется, что активно используется в пищевой промышленности.
Данный опыт вживую показан на фото и видео ниже.
Вживую это выглядит вот так:
2. Для проведения второго опыта необходимо взять примерно 0.1 гр (небольшое количество на кончике шпателя или ножа) индигокармина и растворить в 300-500 мл воды. После этого в раствор необходимо добавить 20-25 гр глюкозы и тщательно перемешать. Далее в раствор добавляется 50 мл 20% раствора гидроксида натрия и тщательно перемешивается. Раствор окрасится в яркий жёлто-оранжевый цвет.
Итоговый объём раствора должен занимать примерно 3/4 объёма использованной тары.
Если теперь плотно закрыть тару и начать взбалтывать полученный раствор, то он сначала окрасится в ярко-красный цвет, а потом в насыщенно-зелёный. При стоянии смена цветов будет происходить в обратном направлении: сначала цвет будет насыщенно-зелёный, потом станет ярко-красным и наконец желто-оранжевый.
Суть в том, что окисленная и восстановленная форма индигокармина имеют различный цвет. Окисленная форма в щелочной среде имеет зелёный цвет, восстановленная форма в щелочной среде - жёлто-оранжевый (жёлтый). Кислород воздуха - окислитель, глюкоза - восстановитель. Из-за смены цветов красный-жёлтый-зелёный данный опыт получил название «химический светофор».
Данный опыт показан в подборке фото и видео ниже.
Вживую это выглядит вот так:
Вот такие интересные соединения редокс-индикаторы.
А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали доконца!