Como medir com precisão o pH de solventes orgânicos?
Em primeiro lugar, estritamente falando, o pH em solventes orgânicos, ou solventes não aquosos, é uma afirmação imprecisa.
pH é o logaritmo negativo da concentração de íons de hidrogênio em solução aquosa, mas não há íons de hidrogênio livres (prótons) em solução aquosa, apenas íons de hidrônio H3O plus (íons de hidrônio ainda mais complexos) e a natureza de ionização de ácidos protônicos em água é transferência de prótons, deixe o ácido ser representado por HA: HA mais H2O ⇌ A- mais H3O mais Ou seja, o ácido HA transfere o próton para a água, o ácido se torna a base conjugada A- e a água se torna H3O plus , H3O plus também pode ser considerado um ácido An, então a água é realmente equivalente a uma base nesta ionização.
A medição do pH é na verdade a concentração de H3O plus em uma solução aquosa, mais precisamente, a atividade de íons de hidrogênio solvatados (H3O plus ) em uma solução aquosa. Em solventes não aquosos, o alvo do ácido para transferir prótons não é a água, e o H3O plus gerado não é. Portanto, para comparar a acidez, a capacidade do ácido de doar prótons deve ser considerada. É melhor não usar o conceito de medir o valor do pH. Se você deve usar uma aproximação O conceito pode ser usado para medir a atividade de íons de hidrogênio (solvatados) em soluções solventes não aquosas. Claro, se você quiser chamar o logaritmo negativo da atividade de íons de hidrogênio solvatados em uma solução solvente não aquosa, também chamado de "o valor de pH em uma solução não aquosa", tudo bem.
Por exemplo, no solvente de ácido acético glacial, a ionização do ácido HA pode ser expressa como: HA mais CH3COOH ⇌ A- mais CH3C(OH)2 mais CH3C(OH)2 mais é o íon de hidrogênio solvatado no solvente de ácido acético glacial, seu atividade (pode ser aproximado como o logaritmo negativo da concentração em solução diluída, e também pode ser chamado de "valor de pH" em solvente de ácido acético glacial. O "valor de pH" neste solvente não aquoso não é necessariamente geralmente entre 0-14 e "neutro" não correspondem necessariamente ao pH=7, porque o produto iônico (298,15 K) da água é 1*10^ (-14). Existem aproximadamente duas medições métodos, e a ideia básica é semelhante àquela em solução aquosa:
1. Método do indicador, escolha um indicador que possa sofrer mudança de cor ao receber prótons em um solvente não aquoso. De fato, muitos indicadores ácido-base podem ser usados em solventes não aquosos. O papel de teste de pH geralmente pode medir um certo "valor de pH" em solventes não aquosos. Uma pequena quantidade de solução de álcool de fenolftaleína pode ser pingada em ácido sulfúrico concentrado ou ácido fosfórico concentrado. A cor vermelha óbvia pode ser vista. A cor amarelo-alaranjada é causada pela protonação da fenolftaleína por um ácido forte e pela perda de água para formar um composto com uma estrutura de íon tritil positivo. Medir a acidez dos superácidos, ou seja, a capacidade de protonação, ou seja, usar indicadores apropriados, além de determinação colorimétrica ou espectrofotométrica. Se você puder escolher um indicador adequado e adicionar espectrofotometria, poderá comparar a atividade dos íons de hidrogênio em soluções solventes não aquosas. A desvantagem é que a medição do valor absoluto geralmente requer calibração complicada e a precisão não é alta.
2. Método potenciométrico, selecione o eletrodo seletivo de íons de hidrogênio (eletrodo indicador de íons de hidrogênio) no solvente não aquoso e coopere com o eletrodo de referência para determinação. O eletrodo seletivo de íon de hidrogênio mais comum - eletrodo de vidro, em geral, pode ser usado em solventes não aquosos, mas deve ser recalibrado em solventes não aquosos; mas o eletrodo de referência deve ser um eletrodo de referência de solução não aquosa, geralmente Gan O eletrodo de mercúrio é um eletrólito aquoso de KCl, que geralmente não pode ser usado diretamente para soluções não aquosas. Se for usado com relutância, levará facilmente a medições instáveis e aumentará os erros devido à influência do potencial da junção líquida. É melhor escolher um eletrodo Ag-AgCl adequado para soluções não aquosas. etc. Existem muitos fabricantes que os fornecem, e você pode encontrar os adequados para o solvente que você usa na Internet. Conecte o eletrodo seletivo de íon de hidrogênio apropriado e o eletrodo de referência ao medidor de pH, e ele pode ser medido como o valor de pH em solução aquosa, mas deve ser calibrado para obter uma medição precisa. Se não estiver calibrado, o "valor de pH" medido apenas para referência. Se for uma titulação ácido-base em um solvente não aquoso, use apenas o ponto de salto potencial ou "valor de pH" como ponto de equivalência. A faixa do medidor de pH também deve ser bem selecionada, e o "valor de pH" em solventes não aquosos geralmente excede a faixa de 0-14.
