Tabla de Contenidos
A brómkrezolzöld, más néven 3′,3′′,5′,5′′-tetrabróm-m-krezolszulfonftalein, egy pH-indikátor, amelyet gyakran használnak analitikai kémiai és biológiai laboratóriumokban egyaránt. A kémiai laboratóriumban sav/bázis titrálásnál indikátorként, míg a biológia laboratóriumban bizonyos enzimek aktivitásának kimutatására szolgál.
Ez egyike a számos gyakorlati jelentőségű és gyakran használt pH-mutató közül. Emiatt fontos tudni, hogyan kell helyesen elkészíteni ezt az oldatot, hogy használat közben egyenletes intenzitású színváltozásokat mutasson, ráadásul a többszöri felhasználáshoz megfelelő pH-tartományban.
Mi az a pH indikátor?
A pH-indikátorok gyenge savak vagy bázisok oldatai, amelyek nagyon eltérő intenzív színűek savas és lúgos közegben. Ez azt jelenti, hogy olyan anyagokról van szó, amelyek konjugált savai vagy bázisai oldatban jelentősen eltérnek a megfelelő bázistól vagy eredeti savtól, így vizuálisan jelzik az oldat pH-tartományát.
színváltási intervallum
Az egyes indikátorok színét az oldatban az ionizált indikátormolekulák aránya határozza meg a nem ionizált indikátormolekulákhoz képest. Vagyis az ionizáció mértéke határozza meg. Ezt viszont az egyes indikátorok sav-bázis egyensúlya és savassága vagy bázisossági állandója szabályozza, amint az alább látható:
Ennek a reakciónak az egyensúlyi állandója (K a ) az összes faj koncentrációját egyensúlyban a következőképpen határozza meg:
- Ha az oldat pH-ja megegyezik az indikátor pKa értékével (pKa a savassági állandó negatív logaritmusa, K a ) , akkor mindkét faj, a sav és a konjugált bázis koncentrációja azonos.
- Ha a pH alacsonyabb, akkor a protonált indikátor színe dominál.
- Ha a pH nagyobb, mint a pKa, akkor az ionizált indikátor színe dominál.
Emiatt a pKa a meghatározó tényező a pH-indikátor kiválasztásánál minden egyes alkalmazáshoz.
Brómkrezolzöld pH indikátorként
A brómkrezolzöld esetében a pKa értéke 4,7, így a savas közegből a lúgosra színváltozás 4,4-től 5,0-ig terjedő pH-tartományban történik. Ez az indikátor intenzív kék színt mutat, ha ionizálva van, azaz bázikus közegben . Másrészt, amikor teljesen protonált, azaz savas közegben , sárga színt mutat .
A brómkrezol zöld szerkezete
A brómkrezolzöld molekulaképlete C 21 H 14 Br 4 O 5 S, moláris tömege 698,01 g/mol. Molekulaszerkezetét az alábbiakban mutatjuk be:
Mint látható, ez egy szerves vegyület két fenolcsoporttal, amely képes ionizálni, így savként működik. Ezt a vegyületet krezolbíbor brómozásával lehet szintetizálni, amelynek szerkezete alapvetően azonos, de 4 brómatom nélkül. Gyakori azonban, hogy az indikátort a már szintetizált szabad savból állítják elő, amely világosbarna kristályos szilárd anyag. Az oldat elkészíthető nátriumsóból is, amely könnyebben oldódik vízben. Ez is kristályos szilárd anyag, de a konjugált bázis jelenléte miatt sötétzöld színű.
A brómkrezolzöld pH indikátor felhasználása
- Sav-bázis indikátorként használják erős sav és bázis titrálásához.
- Sav-bázis indikátorként használják gyenge savtitráláshoz.
- Különböző baktériumtenyészetekben pH indikátorként használják, hogy kiemeljék a táptalajt savanyító fermentációs folyamatokat.
Brómkrezolzöld indikátor oldat készítése
Most, hogy tudjuk, mi ez és mire használják, látni fogjuk, hogyan kell elkészíteni a brómkrezolzöld pH-indikátor oldatot.
Az alábbiakban két különböző eljárást mutatunk be az előállítására, az egyik savból, a másik a nátriumsóból. Az eredmény azonban mindkét esetben ugyanaz lesz: 100 ml 0,05%-os oldat.
Az indikátor készítése tiszta brómkrezolzöldből
Ehhez az előkészítéshez a következő reagensekre lesz szüksége:
- Brómkrezolzöld (világosbarna kristályos szilárd anyag).
- 0,1 M nátrium-hidroxid (NaOH) oldat.
- 95% V/V etanol.
- Ionmentes víz.
Szüksége lesz továbbá a következő laboratóriumi anyagokra és műszerekre:
- Analitikai mérleg.
- 1 ml-es beosztású pipetta
- 20 ml-es beosztású pipetta
- 100 ml-es mérőlombik
Eljárás
- 50 mg (0,0500 g) szilárd brómkrezol zöldet analitikai mérlegen lemérünk, és átvisszük a 100 ml-es mérőlombikba.
- Egy 1,0 ml-es beosztású pipettával öntsön át 0,72 ml 0,10 M nátrium-hidroxid-oldatot a brómkrezol zöldet tartalmazó lombikba, és keverje össze, és hagyja a semlegesítési reakciót. Éles színváltozást kell megfigyelni világosbarnáról mély sötétzöldre.
- A 20 ml-es pipettával 20 ml 95%-os etanolt viszünk át az elegyet tartalmazó lombikba, és teljesen feloldódásig rázzuk.
- A lombikba vizet adunk a 100 ml-es térfogatjelzésig.
- Végül lefedjük és összerázzuk, hogy az oldat homogenizálódjon.
Az indikátor készítése brómkrezolzöld nátriumsójából
Ha a brómkrezolzöld helyett nátriumsót használunk, a nátrium-hidroxiddal végzett semlegesítési lépés nem szükséges, mivel a só már vízben oldódik.
Ebben az esetben csak a következőkre lesz szüksége:
- Brómkrezolzöld nátriumsó (sötétzöld kristályos szilárd anyag).
- 95% V/V etanol.
- Ionmentes víz.
Ugyanazokra a laboratóriumi anyagokra és műszerekre lesz szüksége, kivéve az 1,0 ml-es beosztású pipettát.
Eljárás
- 51,6 mg (0,0516 g) brómkrezolzöld nátriumsót analitikai mérlegen lemérünk, és átvisszük a 100 ml-es mérőlombikba.
- A 20 ml-es pipettával öntsön át 20 ml 95%-os etanolt a lombikba, és rázza, amíg a só teljesen fel nem oldódik. Sötétzöld oldatot kell kapni.
- A lombikba vizet adunk a 100 ml-es térfogatjelzésig.
- Végül lefedjük és összerázzuk, hogy az oldat homogenizálódjon.
érzékenységi teszt
Fontos, hogy az indikátort előzetesen teszteljük, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a megfelelő pH-tartományban színeződik-e, és a színek kellően intenzívek ahhoz, hogy szabad szemmel is észlelhetőek legyenek. Ehhez a következő tesztet kell elvégezni:
- Adjunk hozzá 0,2 ml (körülbelül 4 csepp) brómkrezolzöld indikátort 100 ml gáztalanított, ionmentesített vízhez egy főzőpohárban. Az eredménynek kék színű oldatnak kell lennie.
- Legfeljebb 0,2 ml (4 csepp) 0,02 M sósav hozzáadásával a szín sárgára változzon, mivel így 4,40-es pH-jú oldat keletkezik.
Hivatkozások
Bromocresol green biztonsági adatlap (nd). Letöltve: https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=B3835&productDescription=BROMOCRESOL+GREEN+ACS+5G&vendorId=VN00033897&countryCode=US&language=en
Brómkrezolzöld nátriumsó – Termékleírás (nd). Letöltve: https://www.sigmaaldrich.com/specification-sheets/108/559/B1256-BULK________SIAL_____.pdf
Choudhary, A. (nd). Indikátor oldatok készítése. Letöltve: https://www.pharmaguideline.com/2010/09/preparation-of-indicator-solutions.html
Sav-bázis titrálások. (2020. október 30.). Letöltve 2021. július 10-én, innen: https://espanol.libretexts.org/@go/page/1916