Индикаторы химические

ИНДИКАТОРЫ ХИМИЧЕСКИЕ, химические соединения, введение которых в анализируемую систему позволяет получать информацию (по изменению цвета или другим визуально наблюдаемым признакам) как о протекании химических процессов, так и о составе (количестве) вещества. Как правило, указывают на определённое состояние системы или на момент достижения этого состояния. Чаще применяются для установления конца какой-либо химической реакции, главным образом конечной точки титрования (к. т. т.) в титриметрическом анализе, или в качестве цветообразующих реактивов в тест-методах химического анализа (индикаторных бумагах, индикаторных трубках и др.). Впервые индикаторы ввёл в употребление Р. Бойль (1663).

В титриметрических методах анализа используют кислотно-основные, окислительно-восстановительные, металлохромные, адсорбционные и люминесцентные индикаторы. Кислотно-основные индикаторы - органические (реже неорганические) соединения, изменяющие структуру и, соответственно, цвет в зависимости от кислотности среды. Наиболее важную группу этих индикаторов составляют органические соединения трифенилметанового, сульфофталеинового рядов, азосоединения. Часто применяемые индикаторы: фенолфталеин (бесцветный при pH < 8,2 и пурпурный при pH > 9,8), метиловый оранжевый (красно-оранжевый при pH<3,1 и жёлтый при pH > 4,4), метиловый красный (красный при pH < 4,4 и жёлтый при pH > 6,2), бромтимоловый синий (жёлтый при pH < 6 и синий при pH >7,6). Применяют для установления к. т. т. в кислотно-основном титровании, в тест-методах для определения pH, белков, алкалоидов, в бактериологии, в химической дозиметрии гамма и рентгеновского излучения.

Окислительно-восстановительные индикаторы изменяют окраску в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала системы. Такими индикаторами, как правило, служат вещества, которые сами подвергаются окислению или восстановлению, причём окисленная и восстановленная формы имеют различную окраску. Некоторые окислительно-восстановительные индикаторы изменяют окраску необратимо, например разрушаются при окислении с образованием бесцветных продуктов. К окислительно-восстановительным индикаторам относятся бензидин (изменение окраски с бесцветной на жёлтую в кислой или на синюю в нейтральной среде) и его производные (например, о-толидин), дифениламин (изменение окраски с бесцветной на фиолетовую) и его производные, а также различные индамины, индигосульфокислоты, индофенолы, азины, трифенилметановые красители. Применяют для установления к. т. т. в окислительно-восстановительном титровании, для установления окислительно-восстановительного потенциала системы, в тест-методах анализа для определения фенола, анилина, кислорода, витамина С, в ферментативном анализе.

Металлохромные индикаторы образуют с катионами металлов окрашенные комплексы, по цвету отличающиеся от самих индикаторов. Наиболее часто используются азосоединения и трифенилметановые красители (например, эриохромовый чёрный Т, ксиленоловый оранжевый, хромазурол S, пирокатехиновый фиолетовый). Индикаторы могут быть селективными (образуют комплексы с ограниченным числом ионов) и универсальными (образуют комплексы со многими ионами). Применяют для установления к. т. т. в комплексометрии, для определения ионов металлов в фотометрическом анализе и тест-методах анализа. Например, для определения общей жёсткости воды в качестве индикатора используют эриохромовый чёрный Т, который с ионами кальция и магния в щелочной среде образует комплекс вишнёвого цвета. При титровании комплексоном (например, ЭДТА) образуются более прочные бесцветные комплексы, при этом высвобождается индикатор синего цвета. Индикаторные бумаги для определения жёсткости воды содержат также эриохромовый чёрный Т, внутренний светофильтр (жёлтый краситель) и вещества, поддерживающие щелочную среду. В зависимости от величины жёсткости воды цвет индикаторной бумаги может меняться от зелёного до красного.

Адсорбционные индикаторы способны обратимо изменять окраску осадка в ходе осадительного титрования. Осадком сначала адсорбируются из раствора ионы, идентичные тем, которые входят в состав самого осадка, затем эти ионы присоединяют к себе индикатор. Например, в процессе аргентометрического определения Br^- - при использовании в качестве индикатора розового раствора эозина - образующийся осадок бромида серебра становится красно-фиолетовым за счёт присоединения эозина к ионам серебра, адсорбированным осадком, но как только все ионы серебра будут оттитрованы, окраска осадка исчезает.

Люминесцентные индикаторы - вещества, способные люминесцировать или тушить люминесценцию при изменении pH раствора, в окислительно-восстановительных реакциях, при комплексообразовании или адсорбции. По характеру свечения делятся на флуоресцентные (изменяют цвет флуоресцентного излучения при освещении растворов УФ-светом) и хемилюминесцентные (свечение возникает за счёт энергии химической реакции). Флуоресцентные кислотно-основные индикаторы - эозин (при рН= 1,0-3,0 появляется зелёная люминесценция), флуоресцеин (при pH = 3,4-4,1 появляется зелёная люминесценция), салициловая кислота (при pH = 2,5-3,5 появляется синяя люминесценция), люминол (при pH = 6,0-7,0 появляется синяя люминесценция) и др.; хемилюминесцентные - люминол (голубая хемилюминесценция), люцигенин (при pH = 8,5-9,0 появляется зеленовато-голубая хемилюминесценция) и др. Применяют в титриметрии, люминесцентном анализе и тонкослойной хроматографии.

Лит.: Индикаторы. М., 1976. Т. 1-2; Золотов Ю. А., Иванов В. М., Амелин В. Г. Химические тест-методы анализа. М., 2002.