¿Cómo medir con precisión el pH de los disolventes orgánicos?
En primer lugar, estrictamente hablando, el pH en solventes orgánicos o solventes no acuosos es una declaración imprecisa.
El pH es el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno en una solución acuosa, pero no hay iones de hidrógeno libres (protones) en una solución acuosa, solo iones de hidronio H3O plus (incluso iones de hidronio más complejos), y la naturaleza de ionización de los ácidos protónicos en el agua es transferencia de protones, sea el ácido representado por HA: HA más H2O ⇌ A- más H3O más Es decir, el ácido HA transfiere el protón al agua, el ácido se convierte en la base conjugada A- y el agua se convierte en H3O plus , H3O plus también se puede considerar como un ácido An, entonces el agua es en realidad equivalente a una base en esta ionización.
La medida del pH es en realidad la concentración de H3O plus en una solución acuosa, más precisamente, la actividad de los iones de hidrógeno solvatados (H3O plus) en una solución acuosa. En disolventes no acuosos, el objetivo del ácido para transferir protones no es el agua, y el H3O plus generado tampoco lo es. Por lo tanto, para comparar la acidez, se debe considerar la capacidad del ácido para donar protones. Es mejor no utilizar el concepto de medir el valor de pH. Si debe usar un aproximado El concepto se puede usar para medir la actividad de los iones de hidrógeno (solvatados) en soluciones solventes no acuosas. Por supuesto, si desea llamar al logaritmo negativo de la actividad de los iones de hidrógeno solvatados en una solución solvente no acuosa, también llamado "el valor de pH en una solución no acuosa", está bien.
Por ejemplo, en el disolvente de ácido acético glacial, la ionización del ácido HA se puede expresar como: HA más CH3COOH ⇌ A- más CH3C(OH)2 más CH3C(OH)2 más es el ion de hidrógeno solvatado en el disolvente de ácido acético glacial, su actividad (Se puede aproximar como el logaritmo negativo de la concentración en solución diluida, y también se le puede llamar el "valor de pH" en el solvente de ácido acético glacial. El "valor de pH" en este solvente no acuoso no está necesariamente entre 0-14, y "neutral" no corresponde necesariamente a pH=7, porque el producto iónico (298,15 K) del agua es 1*10^ (-14). Hay aproximadamente dos medidas métodos, y la idea básica es similar a la de la solución acuosa:
1. Método del indicador, elija un indicador que pueda cambiar de color al recibir protones en un solvente no acuoso. De hecho, muchos indicadores ácido-base pueden usarse en solventes no acuosos. El papel de prueba de pH a menudo puede medir un cierto "valor de pH" en solventes no acuosos. Se puede verter una pequeña cantidad de solución de alcohol de fenolftaleína en ácido sulfúrico concentrado o ácido fosfórico concentrado. Se puede ver un color rojo evidente. El color amarillo anaranjado es causado por la protonación de la fenolftaleína por un ácido fuerte y la pérdida de agua para formar un compuesto con una estructura de iones positivos de tritilo. Para medir la acidez de los superácidos, es decir, la capacidad de protonación, es decir, utilizar indicadores adecuados, más determinación colorimétrica o espectrofotométrica. Si puede elegir un indicador adecuado y agregar espectrofotometría, puede comparar la actividad de los iones de hidrógeno en soluciones solventes no acuosas. La desventaja es que la medición del valor absoluto a menudo requiere una calibración complicada y la precisión no es alta.
2. Método potenciométrico, seleccione el electrodo selectivo de iones de hidrógeno (electrodo indicador de iones de hidrógeno) en el solvente no acuoso y coopere con el electrodo de referencia para la determinación. El electrodo selectivo de iones de hidrógeno más común, el electrodo de vidrio, en términos generales, puede usarse en solventes no acuosos, pero debe volver a calibrarse en solventes no acuosos; pero el electrodo de referencia debe ser un electrodo de referencia de solución no acuosa, generalmente Gan. El electrodo de mercurio es un electrolito acuoso de KCl, que generalmente no se puede usar directamente para soluciones no acuosas. Si se usa de mala gana, conducirá fácilmente a una medición inestable y aumentará los errores debido a la influencia del potencial de la unión líquida. Lo mejor es elegir un electrodo de Ag-AgCl adecuado para soluciones no acuosas. etc. Hay muchos fabricantes que los suministran, y puede encontrar los adecuados para el solvente que usa en Internet. Conecte el electrodo selectivo de iones de hidrógeno apropiado y el electrodo de referencia al medidor de pH, y se puede medir como el valor de pH en una solución acuosa, pero debe calibrarse para lograr una medición precisa. Si no está calibrado, el "valor de pH" medido solo como referencia. Si se trata de una titulación ácido-base en un disolvente no acuoso, utilice simplemente el punto de salto de potencial o "valor de pH" como punto de equivalencia. El rango del medidor de pH también debe seleccionarse bien, y el "valor de pH" en solventes no acuosos a menudo excede el rango de 0-14.
