Organik çözücülerin pH'ı doğru bir şekilde nasıl ölçülür?
Her şeyden önce, tam anlamıyla, organik çözücülerdeki veya susuz çözücülerdeki pH kesin olmayan bir ifadedir.
pH, sulu çözeltideki hidrojen iyonlarının konsantrasyonunun negatif logaritmasıdır, ancak sulu çözeltide serbest hidrojen iyonları (protonlar) yoktur, yalnızca hidronyum iyonları H3O artı (hatta daha karmaşık hidronyum iyonları) ve protonik asitlerin iyonlaşma doğası vardır. su Proton transferidir, asit HA ile temsil edilsin: HA artı H2O ⇌ A- artı H3O artı Yani asit HA protonu suya aktarır, asit eşlenik baz A- olur ve su H3O olur artı , H3O artı da bir An asidi olarak kabul edilebilirse, bu iyonizasyonda su aslında bir baza eşdeğerdir.
pH ölçümü aslında sulu bir çözeltideki H3O artı konsantrasyonu, daha kesin olarak sulu bir çözeltide solvatlanmış hidrojen iyonlarının (H3O artı ) aktivitesidir. Sulu olmayan çözücülerde, asidin protonları transfer etme hedefi su değildir ve üretilen H3O plus değildir. Bu nedenle asitliği karşılaştırmak için asidin proton verme yeteneği dikkate alınmalıdır. pH değerini ölçme kavramını kullanmamak en iyisidir. Yaklaşık bir değer kullanmanız gerekiyorsa Konsept, sulu olmayan solvent çözeltilerindeki (solvatlanmış) hidrojen iyonlarının aktivitesini ölçmek için kullanılabilir. Tabii ki, sulu olmayan bir çözücü solüsyonda çözünmüş hidrojen iyonlarının aktivitesinin negatif logaritmasını "sulu olmayan bir solüsyondaki pH değeri" olarak da adlandırmak istiyorsanız, sorun değil.
Örneğin, buzlu asetik asit çözücüsünde, asit HA'nın iyonlaşması şu şekilde ifade edilebilir: HA artı CH3COOH ⇌ A- artı CH3C(OH)2 artı CH3C(OH)2 artı buzlu asetik asit çözücüsünde çözülmüş hidrojen iyonudur, onun aktivite ( Seyreltik çözeltideki konsantrasyonun negatif logaritması olarak tahmin edilebilir ve buzlu asetik asit çözücüdeki "pH değeri" olarak da adlandırılabilir. Bu sulu olmayan çözücüdeki "pH değeri" genellikle arasında olmak zorunda değildir. 0-14 ve suyun iyon ürünü (298.15K) 1*10^ (-14) olduğu için "nötr"ün mutlaka pH=7'a karşılık gelmesi gerekmez. Kabaca iki ölçüm vardır yöntemler ve temel fikir sulu çözeltidekine benzer:
1. Gösterge yöntemi, susuz bir çözücüde proton alırken renk değişimine uğrayabilen bir gösterge seçin. Aslında, birçok asit-baz göstergesi sulu olmayan çözücülerde kullanılabilir. pH test kağıdı genellikle sulu olmayan çözücülerde belirli bir "pH değeri" ölçebilir. Az miktarda fenolftalein alkol çözeltisi konsantre sülfürik asit veya konsantre fosforik asit içine damlatılabilir. Bariz kırmızı renk görülebilir. Turuncu-sarı renk, fenolftaleinin güçlü bir asit tarafından protonlanmasından ve su kaybından tritil pozitif iyon yapısına sahip bir bileşik oluşturmasından kaynaklanır. Süperasitlerin asitliğini, yani protonasyon yeteneğini ölçmek, yani uygun göstergeler kullanmak, artı kolorimetrik veya spektrofotometrik belirleme. Uygun bir indikatör seçip spektrofotometri ekleyebilirseniz, sulu olmayan solvent çözeltilerinde hidrojen iyonlarının aktivitesini karşılaştırabilirsiniz. Dezavantajı, mutlak değer ölçümünün genellikle karmaşık kalibrasyon gerektirmesi ve doğruluğun yüksek olmamasıdır.
2. Potansiyometrik yöntem, sulu olmayan çözücüde hidrojen iyonu seçici elektrodu (hidrojen iyonu gösteren elektrot) seçin ve belirleme için referans elektrotla işbirliği yapın. En yaygın hidrojen iyonu seçici elektrot - cam elektrot, genel olarak konuşursak, sulu olmayan çözücülerde kullanılabilir, ancak sulu olmayan çözücülerde yeniden kalibre edilmesi gerekir; ancak referans elektrodu sulu olmayan bir çözelti referans elektrodu olmalıdır, genellikle Gan Cıva elektrodu, genellikle sulu olmayan çözeltiler için doğrudan kullanılamayan bir KCl sulu elektrolittir. İstemeden kullanılırsa, sıvı bağlantı potansiyelinin etkisi nedeniyle kolayca dengesiz ölçüme ve hataların artmasına neden olur. Sulu olmayan çözeltiler için uygun bir Ag-AgCl elektrot seçmek en iyisidir. vb. Tedarik eden birçok üretici var ve kullandığınız solvente uygun olanları internette bulabilirsiniz. Uygun hidrojen iyonu seçici elektrodu ve referans elektrodu pH metreye bağlayın ve sulu çözeltideki pH değeri gibi ölçülebilir, ancak doğru ölçüm elde etmek için kalibre edilmesi gerekir. Kalibre edilmemişse ölçülen "pH değeri" Yalnızca referans içindir. Sulu olmayan bir solventte asit-baz titrasyonu ise, eşdeğerlik noktası olarak potansiyel veya "pH değeri" sıçrama noktasını kullanın. pH metrenin aralığı da iyi seçilmelidir ve susuz çözücülerdeki "pH değeri" genellikle 0-14 aralığını aşar.
