रासायनिक प्रक्रिया करते समय, प्रतिक्रिया के दौरान स्थितियों की निगरानी करना या इसके पूरा होने की उपलब्धि को स्थापित करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। कभी-कभी यह कुछ बाहरी संकेतों द्वारा देखा जा सकता है: गैस के बुलबुले के विकास की समाप्ति, समाधान के रंग में परिवर्तन, वर्षा, या, इसके विपरीत, समाधान में प्रतिक्रिया घटकों में से एक का संक्रमण, आदि। अधिकांश में मामलों में, प्रतिक्रिया के अंत को निर्धारित करने के लिए सहायक अभिकर्मकों का उपयोग किया जाता है, तथाकथित संकेतक, जो आमतौर पर कम मात्रा में विश्लेषण किए गए समाधान में पेश किए जाते हैं।

संकेतकरासायनिक यौगिक कहलाते हैं जो परीक्षण समाधान और प्रतिक्रिया की दिशा को सीधे प्रभावित किए बिना, पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर समाधान का रंग बदल सकते हैं। तो, एसिड-बेस संकेतक माध्यम के पीएच के आधार पर रंग बदलते हैं; रेडॉक्स संकेतक - पर्यावरण की क्षमता से; सोखना संकेतक - सोखना की डिग्री पर, आदि।

अनुमापांक विश्लेषण के लिए विश्लेषणात्मक अभ्यास में संकेतकों का विशेष रूप से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे रासायनिक, धातुकर्म, कपड़ा, भोजन और अन्य उद्योगों में तकनीकी प्रक्रियाओं के नियंत्रण के लिए सबसे महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में भी काम करते हैं। कृषि में, संकेतकों की सहायता से, मिट्टी का विश्लेषण और वर्गीकरण किया जाता है, उर्वरकों की प्रकृति और उन्हें मिट्टी में लगाने के लिए आवश्यक मात्रा में स्थापित किया जाता है।

अंतर करना एसिड-बेस, फ्लोरोसेंट, रेडॉक्स, सोखना और रसायनयुक्त संकेतक।

एसिड-बेस (पीएच) संकेतक

जैसा कि इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत से जाना जाता है, पानी में घुलने वाले रासायनिक यौगिक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों - धनायनों और नकारात्मक रूप से चार्ज - आयनों में अलग हो जाते हैं। पानी बहुत कम मात्रा में धनावेशित हाइड्रोजन आयनों और ऋणात्मक रूप से आवेशित हाइड्रॉक्सिल आयनों में अलग हो जाता है:

किसी विलयन में हाइड्रोजन आयनों की सान्द्रता को प्रतीक द्वारा निरूपित किया जाता है।

यदि विलयन में हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता समान है, तो ऐसे विलयन उदासीन और pH = 7. होते हैं। 7 से 0 के pH के संगत हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता पर, विलयन अम्लीय होता है, लेकिन यदि हाइड्रोक्साइड की सांद्रता आयन अधिक है (पीएच = 7 से 14 तक), समाधान क्षारीय।

पीएच मान को मापने के लिए विभिन्न विधियों का उपयोग किया जाता है। गुणात्मक रूप से, समाधान की प्रतिक्रिया को विशेष संकेतकों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है जो हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता के आधार पर अपना रंग बदलते हैं। ऐसे संकेतक एसिड-बेस संकेतक हैं जो माध्यम के पीएच में परिवर्तन का जवाब देते हैं।

एसिड-बेस संकेतकों का भारी बहुमत डाई या अन्य कार्बनिक यौगिक हैं, जिनके अणु माध्यम की प्रतिक्रिया के आधार पर संरचनात्मक परिवर्तन से गुजरते हैं। उनका उपयोग न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रियाओं में अनुमापांक विश्लेषण में किया जाता है, साथ ही पीएच के वर्णमिति निर्धारण के लिए भी किया जाता है।

सूचक	रंग संक्रमण पीएच रेंज	रंग परिवर्तन
मिथाइल वायलेट	0,13-3,2	पीला - बैंगनी
थाइमोल नीला	1,2-2,8	लाल पीला
ट्रोपोलिन 00	1,4-3,2	लाल पीला
- डाइनिट्रोफेनॉल	2,4-4,0	रंगहीन - पीला
मिथाइल नारंगी	3,1-4,4	लाल पीला
नेफ्थिल लाल	4,0-5,0	लाल संतरा
मिथाइल रेड	4,2-6,2	लाल पीला
ब्रोमोथिमोल नीला	6,0-7,6	पीले, नीले
फिनोल लाल	6,8-8,4	पीला लाल
मेटाक्रेसोल पर्पल	7,4-9,0	पीला - बैंगनी
थाइमोल नीला	8,0-9,6	पीले, नीले
phenolphthalein	8,2-10,0	रंगहीन - लाल
थायमोल्फथेलिन	9,4-10,6	रंगहीन - नीला
अलीज़रीन पीला पी	10,0-12,0	हल्का पीला - लाल-नारंगी
ट्रोपोलिन 0	11,0-13,0	पीला - मध्यम
मैलाकाइट हरी	11,6-13,6	हरा नीला - रंगहीन

यदि पीएच माप की सटीकता में सुधार करना आवश्यक है, तो मिश्रित संकेतकों का उपयोग किया जाता है। ऐसा करने के लिए, रंग संक्रमण के करीब पीएच अंतराल के साथ दो संकेतक चुने जाते हैं, इस अंतराल में अतिरिक्त रंग होते हैं। इस मिश्रित संकेतक के साथ, 0.2 पीएच इकाइयों की सटीकता के साथ निर्धारण किया जा सकता है।

व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सार्वभौमिक संकेतक भी हैं जो पीएच मानों की एक विस्तृत श्रृंखला में बार-बार रंग बदल सकते हैं। हालांकि ऐसे संकेतकों द्वारा निर्धारण की सटीकता 1.0 पीएच इकाइयों से अधिक नहीं है, वे एक विस्तृत पीएच रेंज में निर्धारण की अनुमति देते हैं: 1.0 से 10.0 तक। सार्वभौमिक संकेतक आमतौर पर चार से सात दो-रंग या एकल-रंग संकेतकों का संयोजन होते हैं, जो विभिन्न रंग संक्रमण पीएच श्रेणियों के साथ होते हैं, इस तरह से डिज़ाइन किए जाते हैं कि जब माध्यम का पीएच बदलता है तो ध्यान देने योग्य रंग परिवर्तन होता है।

उदाहरण के लिए, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध यूनिवर्सल इंडिकेटर पीकेसी सात संकेतकों का मिश्रण है: ब्रोमोक्रेसोल पर्पल, ब्रोमोक्रेसोल ग्रीन, मिथाइल ऑरेंज, ट्रोपेलिन 00, फिनोलफथेलिन, थाइमोल ब्लू और ब्रोमोथाइमॉल ब्लू।

पीएच के आधार पर इस सूचक का निम्न रंग है: पीएच = 1 पर - रास्पबेरी, पीएच = 2 - गुलाबी-नारंगी, पीएच = 3 - नारंगी, पीएच = 4 - पीला-नारंगी, पीएच = 5 पीला, पीएच = 6 - हरा पीला, pH = 7 - पीला-हरा,। पीएच = 8 - हरा, पीएच = 9 - नीला-हरा, पीएच = 10 - भूरा नीला।

व्यक्तिगत, मिश्रित और सार्वभौमिक एसिड-बेस संकेतक आमतौर पर इथेनॉल में घुल जाते हैं और परीक्षण समाधान में कुछ बूँदें जोड़ते हैं। विलयन का रंग बदलने से pH मान का अनुमान लगाया जाता है। अल्कोहल-घुलनशील संकेतकों के अलावा, पानी में घुलनशील रूप भी उत्पन्न होते हैं, जो इन संकेतकों के अमोनियम या सोडियम लवण होते हैं।

कई मामलों में, संकेतक समाधान नहीं, बल्कि संकेतक पेपर का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक होता है। उत्तरार्द्ध निम्नानुसार तैयार किए जाते हैं: फिल्टर पेपर को एक मानक संकेतक समाधान के माध्यम से पारित किया जाता है, अतिरिक्त समाधान को कागज से निचोड़ा जाता है, सुखाया जाता है, संकीर्ण स्ट्रिप्स और पुस्तिकाओं में काटा जाता है। परीक्षण करने के लिए, एक संकेतक पेपर को परीक्षण के घोल में डुबोया जाता है या घोल की एक बूंद को संकेतक पेपर की एक पट्टी पर रखा जाता है और उसके रंग में बदलाव देखा जाता है।

फ्लोरोसेंट संकेतक

कुछ रासायनिक यौगिक, जब पराबैंगनी किरणों के संपर्क में आते हैं, तो एक निश्चित पीएच मान पर, समाधान को प्रतिदीप्त करने या उसके रंग या छाया को बदलने की क्षमता रखते हैं।

इस गुण का उपयोग तेलों के अम्ल-क्षार अनुमापन, मैला और अत्यधिक रंगीन समाधानों के लिए किया जाता है, क्योंकि पारंपरिक संकेतक इन उद्देश्यों के लिए अनुपयुक्त हैं।

परीक्षण समाधान को पराबैंगनी प्रकाश से रोशन करके फ्लोरोसेंट संकेतकों के साथ काम किया जाता है।

सूचक	प्रतिदीप्ति पीएच रेंज (पराबैंगनी प्रकाश के तहत)	प्रतिदीप्ति रंग परिवर्तन
4-एथॉक्सीएक्रिडोन	1,4-3,2	हरा - नीला
2-नेफ्थाइलामाइन	2,8-4,4	बढ़ती वायलेट प्रतिदीप्ति
डिमेट्नलनाफ्तेइरोडाइन	3,2-3,8	बकाइन - नारंगी
1-नेफ्थिलम	3,4-4,8	नीली प्रतिदीप्ति में वृद्धि
एक्रिडीन	4,8-6,6	हरा - बैंगनी
3,6-डाइऑक्साइफथालिमाइड	6,0-8,0	पीला-हरा - पीला
2,3-डिसियानहाइड्रोक्विनोन	6,8-8,8	नीले हरे
यूक्रिसिन	8,4-10,4	नारंगी - हरा
1,5-नेफ्थाइलामाइनसल्फामाइड	9,5-13,0	पीले हरे
सीसी-एसिड (1,8-एमिनोनाफ्थोल 2,4-डिसल्फ़ोनिक एसिड)	10,0-12,0	बैंगनी - हरा

रेडॉक्स संकेतक

रेडॉक्स संकेतक- रासायनिक यौगिक जो रेडॉक्स क्षमता के मूल्य के आधार पर घोल का रंग बदलते हैं। उनका उपयोग विश्लेषण के अनुमापांक विधियों के साथ-साथ रेडॉक्स क्षमता के वर्णमिति निर्धारण के लिए जैविक अनुसंधान में किया जाता है।

सूचक	सामान्य रेडॉक्स क्षमता (पीएच = 7 पर), वी	मोर्टार रंग
		ऑक्सीकरण रूप	बहाल प्रपत्र
तटस्थ लाल	-0,330	लाल बैंगनी	बेरंग
सफ़्रानिन टी	-0,289	भूरा	बेरंग
पोटेशियम इंडिहोमोनोसल्फोनेट	-0,160	नीला	बेरंग
पोटेशियम इंडिगोडिसल्फ़ोनेट	-0,125	नीला	बेरंग
पोटेशियम इंडिगोट्रिसल्फोनेट	-0,081	नीला	बेरंग
पोटेशियम इंगटेट्रासल्फोनेट	-0,046	नीला	बेरंग
टोल्यूडीन नीला	+0,007	नीला	बेरंग
टोनिनिन	+0,06	नील लोहित रंग का	बेरंग
ओ-क्रेसोलिंडोफेनोलेट सोडियम	+0,195	लाल नीला	बेरंग
सोडियम 2,6-डीनक्लोरोफेनोलिंडोफेनोलेट	+0,217	लाल नीला	बेरंग
एम-ब्रोमोफेनोलिंडोफेनोलेट सोडियम	+0,248	लाल नीला	बेरंग
डिफेन्लबेंज़िडाइन	+0.76 (एसिड घोल)	नील लोहित रंग का	बेरंग

सोखना संकेतक

सोखना संकेतक- पदार्थ जिनकी उपस्थिति में वर्षा विधि द्वारा अनुमापन के दौरान बनने वाले अवक्षेप का रंग बदल जाता है। कई एसिड-बेस संकेतक, कुछ डाई और अन्य रासायनिक यौगिक एक निश्चित पीएच मान पर अवक्षेप के रंग को बदलने में सक्षम होते हैं, जो उन्हें सोखना संकेतक के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।

सूचक	परिभाषित आयन	आयन अवक्षेपक	रंग परिवर्तन
एलिज़रीन रेड सी			पीला - गुलाब लाल
ब्रोमोफेनॉल नीला			पीले हरे
			बकाइन - पीला
			बैंगनी - नीला-हरा
डिपेनिलकार्बाज़ाइड	, ,		बेरंग - बैंगनी
कांगो लाल	, ,		लाल नीला
			नीला लाल
fluorescein	,		पीला-हरा - गुलाबी
इओसिन	,		पीला-लाल - लाल-बैंगनी
एरिथ्रोसिन			लाल-पीला - गहरा लाल

रसायन विज्ञान संकेतक

संकेतकों के इस समूह में कुछ पीएच मान पर दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करने में सक्षम पदार्थ शामिल हैं। गहरे रंग के तरल पदार्थों के साथ काम करते समय केमिलुमिनसेंट संकेतक उपयोग करने के लिए सुविधाजनक होते हैं, क्योंकि इस मामले में अनुमापन के अंत बिंदु पर एक चमक दिखाई देती है।

संकेतक(अक्षांश से। संकेतक - सूचक) - पदार्थ जो आपको पर्यावरण की संरचना या रासायनिक प्रतिक्रिया की प्रगति की निगरानी करने की अनुमति देते हैं। सबसे आम में से एक एसिड-बेस संकेतक हैं, जो समाधान की अम्लता के आधार पर रंग बदलते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अम्लीय और क्षारीय वातावरण में, संकेतक अणुओं की एक अलग संरचना होती है। एक उदाहरण सामान्य संकेतक फिनोलफथेलिन है, जिसे पहले पुर्जेन नामक रेचक के रूप में भी इस्तेमाल किया जाता था। एक अम्लीय माध्यम में, यह यौगिक असंबद्ध अणुओं के रूप में होता है, और घोल रंगहीन होता है, और क्षारीय माध्यम में, एकल आवेशित आयनों के रूप में, और घोल का रंग लाल होता है ( सेमी. इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण। इलेक्ट्रोलाइट्स)। हालांकि, अत्यधिक क्षारीय वातावरण में, फिनोलफथेलिन फिर से रंगहीन हो जाता है! यह संकेतक के एक और रंगहीन रूप के गठन के कारण होता है - तीन-आवेशित आयन के रूप में। अंत में, सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के माध्यम में, एक लाल रंग फिर से दिखाई देता है, हालांकि उतना तीव्र नहीं है। इसका अपराधी फिनोलफथेलिन धनायन है। यह अल्पज्ञात तथ्य पर्यावरण की प्रतिक्रिया को निर्धारित करने में त्रुटि का कारण बन सकता है।

एसिड-बेस संकेतक बहुत विविध हैं; उनमें से कई आसानी से सुलभ हैं और इसलिए एक सदी से अधिक के लिए जाने जाते हैं। ये रंगीन फूलों, जामुन और फलों के काढ़े या अर्क हैं। तो, आईरिस, पैंसी, ट्यूलिप, ब्लूबेरी, ब्लैकबेरी, रसभरी, काले करंट, लाल गोभी, बीट्स और अन्य पौधों का काढ़ा अम्लीय वातावरण में लाल और क्षारीय में हरा-नीला हो जाता है। यह देखना आसान है कि क्या आप बोर्स्ट के अवशेषों के साथ साबुन (यानी क्षारीय) पानी से बर्तन धोते हैं। एक अम्लीय घोल (सिरका) और एक क्षारीय घोल (पीने का, या बेहतर - धोने का सोडा) की मदद से, आप लाल या नीले रंग के विभिन्न रंगों की पंखुड़ियों पर शिलालेख भी बना सकते हैं।

साधारण चाय भी एक संकेतक है। यदि आप एक गिलास मजबूत चाय में नींबू का रस डालते हैं या साइट्रिक एसिड के कुछ क्रिस्टल घोलते हैं, तो चाय तुरंत हल्की हो जाएगी। यदि आप चाय में बेकिंग सोडा घोलते हैं, तो घोल काला हो जाएगा (बेशक, आपको ऐसी चाय नहीं पीनी चाहिए)। फूलों से बनी चाय ("करकड़े") ज्यादा चमकीले रंग देती है।

संभवतः सबसे पुराना अम्ल-क्षार सूचक लिटमस है। 1640 में वापस, वनस्पतिविदों ने हेलियोट्रोप (हेलियोट्रोपियम टर्नसोल) का वर्णन किया - गहरे बैंगनी फूलों वाला एक सुगंधित पौधा, जिसमें से एक डाई को अलग किया गया था। यह डाई, वायलेट के रस के साथ, रसायनज्ञों द्वारा एक संकेतक के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो एक अम्लीय वातावरण में लाल और एक क्षारीय में नीला होता है। इसके बारे में आप 17वीं सदी के प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ रॉबर्ट बॉयल के लेखन में पढ़ सकते हैं। प्रारंभ में, एक नए संकेतक की मदद से, खनिज पानी की जांच की गई, और लगभग 1670 से उन्होंने इसे रासायनिक प्रयोगों में उपयोग करना शुरू कर दिया। फ्रांसीसी रसायनज्ञ पियरे पोमेट ने 1694 में "टूरनेसोल" के बारे में लिखा था, "जैसे ही मैं एसिड की थोड़ी मात्रा जोड़ता हूं," यह लाल हो जाता है, इसलिए यदि कोई जानना चाहता है कि क्या किसी चीज में एसिड है, तो इसका उपयोग किया जा सकता है। 1704, एक जर्मन वैज्ञानिक एम. वैलेंटाइन ने इस पेंट लिटमस को बुलाया, यह शब्द फ्रेंच को छोड़कर सभी यूरोपीय भाषाओं में बना हुआ है, फ्रेंच में लिटमस टूर्नसोल है, जिसका शाब्दिक अर्थ है "सूरज के पीछे मुड़ना"। वही बात, केवल ग्रीक में। यह जल्द ही पता चला कि लिटमस को सस्ते कच्चे माल से निकाला जा सकता है, उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के लाइकेन से।

दुर्भाग्य से, लगभग सभी प्राकृतिक संकेतकों में एक गंभीर खामी है: उनके काढ़े जल्दी खराब हो जाते हैं - खट्टा या फफूंदीदार हो जाते हैं (शराबी समाधान अधिक स्थिर होते हैं)। एक और नुकसान रंग परिवर्तन की बहुत विस्तृत श्रृंखला है। इस मामले में, अंतर करना मुश्किल या असंभव है, उदाहरण के लिए, थोड़ा अम्लीय से एक तटस्थ माध्यम या एक मजबूत क्षारीय से थोड़ा क्षारीय एक। इसलिए, रासायनिक प्रयोगशालाओं में, सिंथेटिक संकेतकों का उपयोग किया जाता है जो काफी संकीर्ण पीएच सीमा के भीतर अपना रंग तेजी से बदलते हैं। ऐसे कई संकेतक हैं, और उनमें से प्रत्येक का अपना दायरा है। उदाहरण के लिए, मिथाइल वायलेट 0.13 - 0.5 की पीएच सीमा में पीले से हरे रंग में रंग बदलता है; मिथाइल ऑरेंज - लाल रंग से (पीएच< 3,1) до оранжево-желтой (рН 4); бромтимоловый синий – от желтой (рН < 6,0) до сине-фиолетовой (рН 7,0); фенолфталеин – от бесцветной (рН < 8,2) до малиновой (рН 10); тринитробензол – от бесцветной (pH < 12,2) до оранжевой (рН 14,0).

प्रयोगशालाओं में, सार्वभौमिक संकेतकों का अक्सर उपयोग किया जाता है - कई व्यक्तिगत संकेतकों का मिश्रण, चुना जाता है ताकि उनका समाधान वैकल्पिक रूप से रंग बदल जाए, इंद्रधनुष के सभी रंगों से गुजरते हुए जब समाधान की अम्लता एक विस्तृत पीएच रेंज में बदल जाती है (उदाहरण के लिए, से 1 से 11)। कागज के स्ट्रिप्स को अक्सर एक सार्वभौमिक संकेतक के समाधान के साथ लगाया जाता है, जो आपको एक संदर्भ रंग पैमाने के साथ समाधान के साथ सिक्त पट्टी के रंग की तुलना करके विश्लेषण किए गए समाधान के पीएच को जल्दी से (यद्यपि बहुत अधिक सटीकता के साथ) निर्धारित करने की अनुमति देता है। .

अम्ल-क्षार संकेतकों के अतिरिक्त अन्य प्रकार के संकेतकों का भी उपयोग किया जाता है। इसलिए, रेडॉक्स संकेतक इस पर निर्भर करते हुए अपना रंग बदलते हैं कि समाधान में ऑक्सीकरण या कम करने वाला एजेंट मौजूद है या नहीं। उदाहरण के लिए, डाइफेनिलमाइन का ऑक्सीकृत रूप बैंगनी होता है, जबकि कम किया हुआ रूप रंगहीन होता है। कुछ ऑक्सीकरण एजेंट स्वयं एक संकेतक के रूप में काम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के दौरान लोहे (II) यौगिकों का विश्लेषण करते समय

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4? 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

जब तक विलयन में Fe 2+ आयन मौजूद रहते हैं, तब तक जोड़ा गया परमैंगनेट घोल रंगहीन हो जाता है। जैसे ही परमैंगनेट की थोड़ी सी भी अधिकता दिखाई देती है, घोल गुलाबी रंग का हो जाता है। परमैंगनेट की खपत की मात्रा से, घोल में लोहे की मात्रा की गणना करना आसान है। इसी तरह, आयोडोमेट्री पद्धति का उपयोग करते हुए कई विश्लेषणों में, आयोडीन स्वयं एक संकेतक के रूप में कार्य करता है; विश्लेषण की संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए, स्टार्च का उपयोग किया जाता है, जिससे आयोडीन की थोड़ी सी भी अधिकता का पता लगाना संभव हो जाता है।

कॉम्पलसोनोमेट्रिक संकेतक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं - पदार्थ जो धातु आयनों के साथ रंगीन जटिल यौगिक बनाते हैं (जिनमें से कई रंगहीन होते हैं)। एक उदाहरण एरियोक्रोम ब्लैक टी है; इस जटिल कार्बनिक यौगिक के घोल का रंग नीला होता है, और मैग्नीशियम, कैल्शियम और कुछ अन्य आयनों की उपस्थिति में, कॉम्प्लेक्स बनते हैं जो एक गहन वाइन-लाल रंग में रंगे होते हैं। विश्लेषण निम्नानुसार किया जाता है: विश्लेषण किए गए उद्धरणों और एक संकेतक वाले एक समाधान को संकेतक की तुलना में एक मजबूत कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट में ड्रॉपवाइज जोड़ा जाता है, सबसे अधिक बार ट्रिलोन बी। जैसे ही ट्रिलोन सभी धातु के पिंजरों को पूरी तरह से बांधता है, एक अलग संक्रमण होगा लाल से नीला। जोड़े गए ट्रिलन की मात्रा से, समाधान में धातु के पिंजरों की सामग्री की गणना करना आसान है।

अन्य प्रकार के संकेतक भी ज्ञात हैं। उदाहरण के लिए, कुछ पदार्थ तलछट की सतह पर सोख लिए जाते हैं, जिससे उसका रंग बदल जाता है; ऐसे संकेतकों को सोखना कहा जाता है। बादल या रंगीन समाधानों का अनुमापन करते समय, जिसमें पारंपरिक एसिड-बेस संकेतकों के रंग में बदलाव को नोटिस करना लगभग असंभव है, फ्लोरोसेंट संकेतक का उपयोग किया जाता है। वे विलयन के pH के आधार पर विभिन्न रंगों में चमकते हैं। उदाहरण के लिए, एक्रिडीन का प्रतिदीप्ति पीएच = 4.5 पर हरे से पीएच = 5.5 पर नीले रंग में बदल जाता है; यह महत्वपूर्ण है कि संकेतक की चमक समाधान की पारदर्शिता और आंतरिक रंग पर निर्भर नहीं करती है।

इल्या लेन्सन

पीएच के आधार पर संकेतकों का रंग परिवर्तन

अम्ल-क्षार संकेतक ऐसे यौगिक होते हैं जिनका रंग माध्यम की अम्लता के आधार पर बदलता है।

उदाहरण के लिए, लिटमस अम्लीय वातावरण में लाल और क्षारीय वातावरण में नीला होता है। इस गुण का उपयोग समाधानों के पीएच का शीघ्रता से मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है।

रसायन विज्ञान में अम्ल-क्षार संकेतक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि अम्लीय और क्षारीय मीडिया में कई प्रतिक्रियाएं अलग-अलग होती हैं। पीएच को समायोजित करके, प्रतिक्रिया की दिशा बदली जा सकती है। संकेतकों का उपयोग न केवल गुणात्मक के लिए किया जा सकता है, बल्कि समाधान (एसिड-बेस अनुमापन विधि) में एसिड सामग्री के मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए भी किया जा सकता है।

संकेतकों का उपयोग "शुद्ध" रसायन विज्ञान तक सीमित नहीं है। खाद्य उत्पादों, दवा आदि की गुणवत्ता का आकलन करते समय, कई उत्पादन प्रक्रियाओं में पर्यावरण की अम्लता को नियंत्रित किया जाना चाहिए।

में तालिका नंबर एकसबसे "लोकप्रिय" संकेतक इंगित किए जाते हैं और तटस्थ, अम्लीय और क्षारीय मीडिया में उनका रंग नोट किया जाता है।

तालिका नंबर एक

मिथाइल नारंगी

phenolphthalein

वास्तव में, प्रत्येक संकेतक को अपने स्वयं के पीएच अंतराल की विशेषता होती है जिसमें रंग परिवर्तन होता है (संक्रमण अंतराल)। रंग में परिवर्तन सूचक (आणविक) के एक रूप के दूसरे (आयनिक) में परिवर्तन के कारण होता है। जैसे-जैसे माध्यम की अम्लता घटती है (पीएच में वृद्धि के साथ), आयनिक रूप की सांद्रता बढ़ जाती है, और आणविक रूप घट जाती है। तालिका 2 कुछ अम्ल-क्षार संकेतकों और उनके संबंधित संक्रमण श्रेणियों को सूचीबद्ध करती है।

तालिका 2

पदार्थ जो रंग बदलते हैं जब माध्यम की प्रतिक्रिया संकेतक होते हैं - अक्सर जटिल कार्बनिक यौगिक - कमजोर एसिड या कमजोर आधार। योजनाबद्ध रूप से, संकेतकों की संरचना Ind या INDOH सूत्रों द्वारा व्यक्त की जा सकती है, जहां Ind एक जटिल कार्बनिक आयन या संकेतक धनायन है।

व्यवहार में, संकेतकों का उपयोग लंबे समय से किया जाता रहा है, लेकिन उनकी कार्रवाई को समझाने का पहला प्रयास 1894 में ओस्टवाल्ड द्वारा किया गया था, जिन्होंने तथाकथित आयनिक सिद्धांत बनाया था। इस सिद्धांत के अनुसार, अविभाजित सूचक अणुओं और उसके Ind आयनों के घोल में अलग-अलग रंग होते हैं, और संकेतक पृथक्करण संतुलन की स्थिति के आधार पर समाधान का रंग बदलता है। उदाहरण के लिए, फिनोलफथेलिन (एक एसिड संकेतक) में रंगहीन अणु और क्रिमसन आयन होते हैं; मिथाइल ऑरेंज (मुख्य संकेतक) - पीले अणु और लाल धनायन।

फिनोलफथेलिन मिथाइल ऑरेंज

हिंद + + भारत–इंडोह
इंडस्ट्रीज़ + + ओएच-

बेरंग रसभरी पीला लाल

ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार परिवर्तन से संतुलन में दाईं या बाईं ओर बदलाव होता है।

क्रोमोफोर सिद्धांत (हैंच) के अनुसार, जो बाद में प्रकट हुआ, संकेतकों के रंग में परिवर्तन एक कार्बनिक यौगिक के अणु में परमाणुओं की प्रतिवर्ती पुनर्व्यवस्था के साथ जुड़ा हुआ है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में इस तरह की प्रतिवर्ती पुनर्व्यवस्था को टॉटोमेरिज्म कहा जाता है। यदि, संरचना में एक टॉटोमेरिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप, क्रोमोफोर नामक विशेष समूह कार्बनिक यौगिक के अणु में दिखाई देते हैं, तो कार्बनिक पदार्थ एक रंग प्राप्त करता है। क्रोमोफोर्स परमाणुओं के समूह होते हैं जिनमें एक या एक से अधिक कई बंधन होते हैं जो यूवी क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय कंपन के चयनात्मक अवशोषण का कारण बनते हैं। परमाणुओं और बंधों के समूह, जैसे −N=N− , =С=S , −N=О, क्विनोइड संरचनाएं, आदि, क्रोमोफोर समूहों के रूप में कार्य कर सकते हैं।

जब एक टॉटोमेरिक परिवर्तन से क्रोमोफोर की संरचना में परिवर्तन होता है, तो रंग बदल जाता है; यदि पुनर्व्यवस्था के बाद, अणु में अब क्रोमोफोर नहीं है, तो रंग गायब हो जाएगा।

आधुनिक विचार आयन-क्रोमोफोरिक सिद्धांत पर आधारित हैं, जिसके अनुसार संकेतकों के रंग में परिवर्तन आयनिक रूप से आणविक एक में संक्रमण के कारण होता है, और इसके विपरीत, संकेतकों की संरचना में बदलाव के साथ होता है। . इस प्रकार, एक और एक ही संकेतक विभिन्न आणविक संरचनाओं के साथ दो रूपों में मौजूद हो सकते हैं, और ये रूप एक को दूसरे में बदल सकते हैं, और समाधान में उनके बीच एक संतुलन स्थापित होता है।

एक उदाहरण के रूप में, हम क्षार और एसिड समाधान (विभिन्न पीएच मानों पर) की क्रिया के तहत विशिष्ट एसिड-बेस संकेतकों - फिनोलफथेलिन और मिथाइल ऑरेंज के अणुओं में संरचनात्मक परिवर्तनों पर विचार कर सकते हैं।

प्रतिक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप, फिनोलफथेलिन अणु की संरचना के टॉटोमेरिक पुनर्व्यवस्था के कारण, इसमें एक क्रोमोफोर समूह उत्पन्न होता है, जो रंग की उपस्थिति का कारण बनता है, निम्नलिखित समीकरण के अनुसार आगे बढ़ता है:

रंगहीन रंगहीन रंगहीन

गहरा लाल

संकेतक, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में, छोटे पृथक्करण स्थिरांक होते हैं। उदाहरण के लिए, फिनोलफथेलिन का K d 2 10 -10 होता है और तटस्थ मीडिया में यह मुख्य रूप से आयनों की बहुत कम सांद्रता के कारण इसके अणुओं के रूप में पाया जाता है, यही कारण है कि यह रंगहीन रहता है। जब क्षार को जोड़ा जाता है, तो फिनोलफथेलिन के एच +-आयन, ओएच-क्षार आयनों के साथ "कसते हैं", पानी के अणुओं का निर्माण करते हैं, और संकेतक पृथक्करण संतुलन स्थिति दाईं ओर शिफ्ट हो जाती है - इंड-आयनों की एकाग्रता में वृद्धि की ओर। एक क्षारीय माध्यम में, एक डिसोडियम नमक बनता है, जिसमें एक क्विनोइड संरचना होती है, जो संकेतक के रंग का कारण बनती है। टॉटोमेरिक रूपों के बीच संतुलन में बदलाव धीरे-धीरे होता है। इसलिए, संकेतक का रंग तुरंत नहीं बदलता है, लेकिन मिश्रित रंग से आयनों के रंग में बदल जाता है। जब एसिड को एक ही घोल में क्षार के बेअसर होने के साथ-साथ H + -आयनों की पर्याप्त सांद्रता में मिलाया जाता है - संकेतक के पृथक्करण की संतुलन स्थिति बाईं ओर शिफ्ट हो जाती है, मोलराइजेशन की ओर, घोल फिर से फीका पड़ जाता है।

इसी तरह, मिथाइल ऑरेंज का रंग बदल जाता है: मिथाइल ऑरेंज के तटस्थ अणु घोल को एक पीला रंग देते हैं, जो प्रोटोनेशन के परिणामस्वरूप क्विनोइड संरचना के अनुरूप लाल हो जाता है। यह संक्रमण पीएच रेंज 4.4–3.1 में देखा गया है:

पीला लाल

इस प्रकार, संकेतकों का रंग पीएच पर्यावरण पर निर्भर करता है। ऐसे संकेतकों की रंग तीव्रता काफी अधिक है और संकेतक की थोड़ी मात्रा की शुरूआत के साथ भी स्पष्ट रूप से दिखाई दे रही है, जो समाधान के पीएच को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करने में सक्षम नहीं है।

एक संकेतक युक्त एक समाधान पीएच परिवर्तन के रूप में लगातार रंग बदलता है। हालाँकि, मानव आँख ऐसे परिवर्तनों के प्रति बहुत संवेदनशील नहीं है। जिस सीमा में संकेतक के रंग में परिवर्तन देखा जाता है, वह मानव आंख द्वारा रंग धारणा की शारीरिक सीमाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है। सामान्य दृष्टि के साथ, आंख एक रंग की उपस्थिति को दूसरे रंग के मिश्रण में केवल तभी भेद करने में सक्षम होती है जब पहले रंग की कम से कम कुछ दहलीज घनत्व हो: संकेतक के रंग में परिवर्तन केवल में माना जाता है वह क्षेत्र जहाँ एक रूप की दूसरे के संबंध में 5-10 गुना अधिकता होती है। हिंद को एक उदाहरण के रूप में लेना और संतुलन की स्थिति का वर्णन करना

पिछला
एच + इंड-

संगत स्थिरांक

,

यह लिखा जा सकता है कि संकेतक अपने विशुद्ध रूप से अम्लीय रंग दिखाता है, आमतौर पर पर्यवेक्षक द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, जब

,

और एक विशुद्ध रूप से क्षारीय रंग

इन मूल्यों द्वारा निर्धारित अंतराल के भीतर, संकेतक का मिश्रित रंग दिखाई देता है।

इस प्रकार, प्रेक्षक की आंख रंग में परिवर्तन को तभी पहचानती है जब माध्यम की प्रतिक्रिया लगभग 2 पीएच इकाइयों की सीमा में बदल जाती है। उदाहरण के लिए, फिनोलफथेलिन के लिए, यह पीएच रेंज 8.2 से 10.5 तक है: पीएच = 8.2 पर, आंख गुलाबी रंग की उपस्थिति की शुरुआत को देखती है, जो पीएच = 10.5 तक तेज हो जाती है, और पीएच = 10.5 पर, लाल रंग में वृद्धि होती है। रंग पहले से ही अदृश्य है। पीएच मानों की यह श्रेणी, जिसमें आंख संकेतक के रंग में बदलाव को अलग करती है, संकेतक के रंग का संक्रमण अंतराल कहलाता है। मिथाइल ऑरेंज के लिए, K D = 1.65 10 -4 और pK = 3.8। इसका मतलब है कि पीएच = 3.8 पर, तटस्थ और अलग-अलग रूप लगभग समान सांद्रता में संतुलन में हैं।

विभिन्न संकेतकों के लिए लगभग 2 इकाइयों की निर्दिष्ट पीएच रेंज पीएच पैमाने के एक ही क्षेत्र में नहीं आती है, क्योंकि इसकी स्थिति प्रत्येक संकेतक के पृथक्करण स्थिरांक के विशिष्ट मान पर निर्भर करती है: एसिड Hind जितना मजबूत होगा, संक्रमण उतना ही अधिक अम्लीय होगा। संकेतक का अंतराल है। तालिका में। 18 सबसे आम एसिड-बेस संकेतकों के संक्रमण अंतराल और रंग दिखाता है।

समाधान के पीएच मान के अधिक सटीक निर्धारण के लिए, फिल्टर पेपर (तथाकथित "कोल्थॉफ यूनिवर्सल इंडिकेटर") पर लागू कई संकेतकों के एक जटिल मिश्रण का उपयोग किया जाता है। संकेतक पेपर की एक पट्टी को परीक्षण समाधान में डुबोया जाता है, जिसे एक सफेद जलरोधी सब्सट्रेट पर रखा जाता है, और पट्टी के रंग की तुलना पीएच के संदर्भ पैमाने के साथ जल्दी से की जाती है।

तालिका 18

विभिन्न माध्यमों में संक्रमण अंतराल और रंगाई

सबसे आम एसिड-बेस संकेतक

नाम	विभिन्न वातावरणों में संकेतक रंग
phenolphthalein	बेरंग	गहरा लाल 8.0 < pH < 9.8	गहरा लाल
		नील लोहित रंग का 5 < рН < 8
मिथाइल संतरा		संतरा
		3.1< рН < 4.4
मिथाइल नील लोहित रंग का		नील लोहित रंग का
ब्रोमोक्रेसोल
ब्रोमोथिमोल
अजवाइन का सत्व		2,5 < pH < 7,9

संकेतक- कार्बनिक यौगिक जो अम्लता (पीएच) में परिवर्तन के साथ घोल में रंग बदल सकते हैं। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और जैव रसायन में अनुमापन में संकेतकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनका लाभ अध्ययन की कम लागत, गति और दृश्यता है।
संकेतक आमतौर पर परीक्षण समाधान के नमूने में जलीय या अल्कोहल समाधान की कुछ बूंदों, या थोड़ा पाउडर जोड़कर उपयोग किए जाते हैं। तो, अनुमापन के दौरान, परीक्षण समाधान के एक विभाज्य में एक संकेतक जोड़ा जाता है, और तुल्यता बिंदु पर रंग परिवर्तन देखा जाता है।

संकेतक रंग संक्रमण अंतराल

यह आंकड़ा जलीय घोलों में संकेतकों के विभिन्न रंग रूपों के अस्तित्व पर अनुमानित डेटा दिखाता है।
अधिक सटीक जानकारी (एकाधिक संक्रमण, संख्यात्मक पीएच मान) के लिए, अगला भाग देखें।

सबसे सामान्य संकेतकों के लिए पीएच संक्रमण मूल्यों की तालिका

प्रयोगशाला अभ्यास में आम एसिड-बेस संकेतक पीएच मानों के आरोही क्रम में दिए जाते हैं जो रंग परिवर्तन का कारण बनते हैं। वर्गाकार कोष्ठकों में रोमन अंक रंग संक्रमण संख्या (एकाधिक संक्रमण बिंदुओं वाले संकेतकों के लिए) के अनुरूप हैं।

सूचक और संक्रमण संख्या	एक्स	अधिक रंग अम्ल रूप		पीएच अंतराल और संक्रमण संख्या	अधिक रंग क्षारीय रूप
मिथाइल वायलेट			पीला	0.13-0.5 [मैं]		हरा
क्रेसोल रेड [आई]			लाल	0.2-1.8 [मैं]		पीला
मिथाइल वायलेट			हरा	1,0-1,5		नीला
थाइमोल नीला [मैं]	प्रति		लाल	1.2-2.8 [मैं]		पीला
ट्रोपोलिन 00	हे		लाल	1,3-3,2		पीला
मिथाइल वायलेट			नीला	2,0-3,0		नील लोहित रंग का
(डी) मिथाइल पीला	हे		लाल	3,0-4,0		पीला
ब्रोमोफेनॉल नीला	प्रति		पीला	3,0-4,6		नीला बेंगनी
कांगो लाल			लाल	3,0-5,2		नीला
मिथाइल नारंगी	हे		लाल	3,1-(4,0)4,4		(पीली नारंगी
ब्रोमोक्रेसोल हरा	प्रति		पीला	3,8-5,4		नीला
ब्रोमोक्रेसोल नीला			पीला	3,8-5,4		नीला
लैकमॉइड	प्रति		लाल	4,0-6,4		नीला
मिथाइल रेड	हे		लाल	4,2(4,4)-6,2(6,3)		पीला
क्लोरोफेनोल लाल	प्रति		पीला	5,0-6,6		लाल
लिटमस (एजोलिथिन)			लाल	5,0-8,0 (4,5-8,3)		नीला
ब्रोमोक्रेसोल पर्पल	प्रति		पीला	5,2-6,8(6,7)		चमकदार लाल
ब्रोमोथिमोल नीला	प्रति		पीला	6,0-7,6		नीला
तटस्थ लाल	हे		लाल	6,8-8,0		एम्बर पीला
फिनोल लाल	के बारे में		पीला	6,8-(8,0)8,4		चमकदार लाल
क्रेसोल रेड	प्रति		पीला	7,0(7,2)-8,8		गहरा लाल
α-नेफ्थोलफ्थेलिन	प्रति		पीले गुलाबी	7,3-8,7		नीला
थाइमोल नीला	प्रति		पीला	8,0-9,6		नीला
फेनोल्फथेलिन [I]	प्रति		बेरंग	8.2-10.0 [मैं]		सिंदूरी लाल
थायमोल्फथेलिन	प्रति		बेरंग	9,3(9,4)-10,5(10,6)		नीला
एलिज़रीन पीला एलजे	प्रति		पीला नींबू पीला	10,1-12,0		भूरा पीला
नील नीला			नीला	10,1-11,1		लाल
डियाज़ो वायलेट			पीला	10,1-12,0		नील लोहित रंग का
इंडिगो कारमाइन			नीला	11,6-14,0		पीला
एप्सिलॉन ब्लू			संतरा	11,6-13,0		गहरा बैंगनी