Кислотно-основний індикатор

Реферат: UA 84243 U UA 84243 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до хімічної галузі, а саме до досліджень або аналізу матеріалів хімічними засобами, зокрема, за допомогою хімічних індикаторів і може бути використаною для визначення рН середовища. Відомі кислотно-основні індикатори, що мають хіноїдну будову, наприклад, метиловий фіолетовий, метиловий зелений, алізариновий червоний, алізариновий зелений [И.Т. Гороновский и др. Краткий справочник по химии. Издательство АН УССР, Киев, 1962 г., стр.420]. Найбільш близькою сполукою, яка використовується як кислотно-основний індикатор, є сполука загальної формули: N[-арилсульфоніл-2-арилсульфоніламідо-1,4-бензохінонмоноімін. Інтервал переходу кольору в сполуках даного типу знаходиться в межах 2,9рН4,1. [Авторське свідоцтво СРСР №428274, кл. G01N31/22, дата видачі 21.01.74. Пріоритет від 31.03.72]. Загальними суттєвими ознаками найближчого аналогу і того, що заявляється, є хіноїдна будова кислотно-основного індикатора з наявністю як замісників арилсульфоніламідогруп. Недолік індикаторів-аналогів N-арилсульфоніл-2-арилсульфоніламідо-1,4бензохінонмоноімінів полягає в тому, що інтервал переходу кольору при зміні рН середовища обмежений верхньою границею рН = 4,1 і не можуть бути використані при визначенні рН середовища вище зазначеної межі. В основу корисної моделі поставлено задачу розширення верхньої межі вимірювання рН середовища з одночасним звуженням інтервалу переходу кольору індикатора. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що як кислотно-основний індикатор запропоновано використувати С-арилсульфоніламідопохідні N,N'-бic-арилсульфоніл-1,4хінондіїміни загальної формули (І) і (II): Ar'SO2NH X ArSO2 N N NSO2Ar , ArSO2N SO2Ar NHSO2Ar' NHSO2Ar' II I 25 де Аr и Аr' = С6Н5; 4-СН3С6Н4; 4-СlС6Н4 та інші. X - різні замісники, наприклад, СН3, СІ, Вr, -(СН)4Ці органічні сполуки мають здатність давати яскраві кольори при титруванні кислоти лугом, що пояснюється утворенням мезомерного іону (III) сполуки (І): X X ArSO2 N NSO2Ar' 30 ArSO2 N NSO2Ar NSO2Ar' III Найбільш яскравий колір має мезомерний фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондіїміну (II), що двозарядного мезомерного іону (IV). NSO2Ar ArSO2 N 40 NSO2Ar NSO2Ar' NSO2Ar' 35 . іон N,N'-біс-фенілсульфоніл-2,5-бісможе бути пояснено утворенням Ar'SO2 N Ar'SO2N ArSO2 N NSO2Ar Порівняння використання індикаторів загальних формул (І і II) з індикаторами, які використовуються за найближчим аналогом, показує, що вони мають істотні переваги, які полягають у наступному. Запропоновані як корисна модель кислотно-основні індикатори загальної формули (І і II) змінюють кольори в інтервалах рН від 3,1 до 5,8, наприклад, N,N'-біс-фенілсульфоніл-2фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондіїмін - в інтервалі рН 3,1-4,0, a N,N'-біс-фенілсульфоніл2,5-біс-фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондіїмін - в інтервалі рН 4,8-5,8 та мають наступні переваги перед використанням інших індикаторів: 1 UA 84243 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Вузький інтервал переходу кольорів при зміні рН середовища. Інтервал переходу кольору усіх індикаторів заявленого класу не перевищує однієї одиниці рН, тоді як широко відомі індикатори з інтервалом переходу забарвлення в межах рН від 3,1 до 5,8 мають значно більш ширший інтервал переходу кольору, наприклад: бромкрезоловий синій має інтервал переходу 3,8-5,4; лакмус має інтервал переходу 4,0-6,4. 2. Яскраві, інтенсивні кольори розчинів обох форм індикаторів, що полегшує зорове сприйняття еквівалентної точки титрування. Найбільш цінним в цьому відношенні є індикатор N,N'-біс-фенілсульфоніл-2,5-біс-фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондіїмін, у якого одна форма безкольорова, друга має інтенсивний жовто-зелений колір. 3. На відміну від ряду індикаторів, С-арилсульфоніламідо заміщені N,N'-біс-арилсульфоніл1,4-хінондіїміни, які запропоновані як індикатори, являють собою стабільні кристалічні сполуки, які добре зберігаються, які не розкладаються під дією світла, вологи та кисню повітря. 4. С-арилсульфоніламідозаміщені N,N'-біс-арилсульфоніл-1,4-хінондіїміни є легкодоступними у зв'язку з легкістю їх синтезу. Синтез їх здійснюється за методиками, наведеними в наступних наукових публікаціях: для індикатора (І, Х=Н) [Безверхий Н.П., Кремлев М.М. Синтез бис(бензолсульфониламидо)производного N,N'бис(бензолсульфонил)хинондиимина при окислительном действии бензолсульфонилхлорида натрия на бензолсульфониламидозамещенные бензола. ЖОрХ, 1978, Т. 14, Вып. 12, С.25962600]; для індикатора [I, Х= -(СН)4-] [Безверхий Н.П., Зинухов В.Д., Москаленко А.И., Кремлев М.М. Амидирование N-аренсульфонилнафтохинониминов. ЖОpX, 1982, Т. 18, Вып. 12, С. 25702574]; для індикатора (II) [Кремлев М.М., Безверхий Н.П., Бурмистров СИ. Реакции N,N'бис(бензолсульфонил)-1,4-бензохинондиимина с бензолсульфонилхлоридами натрия. ЖОрХ, 1976, Т.12, Вып. 11, С. 2479-2480]. Перераховані переваги запропонованих індикаторів дають можливість їх широкого використання в аналітичній хімії при титруванні кислотами і лугами для встановлення точки еквівалентності. Приклад 1. Використання N,N'-біс-фенілсульфоніл-2-фенілсульфоніламідо-1,4бензохінондіїміну як кислотно-основного індикатора. Для титрування використано декілька крапель насиченого спиртового розчину N,N'-бісфенілсульфоніл-2-фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондіїміну. В кислому середовищі (рН3,1) розчин безкольоровий, в слабкокислому, нейтральному та лужному (рН4,0) - малиновий колір. При зміні значень рН в зворотному порядку перехід кольору є зворотним. Утворення малинового кольору при рН  4,0 пояснюється утворенням мезомерного іону (II). + При титруванні 0,005 н розчинів сильних кислот і луг помилка Н недотитр. складає для N,N'-бісфенілсульфоніл-2-фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондііміну 2,0 %, рТ = 3,48, інтервал переходу рН і колір індикатора: безкольоровий (Рн3,1) - малиновий (рН 4,0). Перехід кольору індикатора фіксувався візуально, значення рН середовища визначали рН-метром (рН-340). Приклад 2. Використання N,N'-біс-фенілсульфоніл-2-фенілсульфоніламідо-1,4нафтохінондіїміну як кислотно-основного індикатора. Для титрування використано декілька крапель насиченого спиртового розчину N,N'-бісфенілсульфоніл-2-фенілсульфоніламідо-1,4-нафтохінондіїміну. У кислому середовищі (рН4,2) колір розчину - світло-жовтий, в слабкокислому, нейтральному та лужному (рН  4,8) оранжево-червоний. При зміні значення рН в зворотному напрямку перехід забарвлення є зворотним. Утворення оранжево-червоного кольору при рН  4,8 пояснюється утворенням мезомерного іону (II). + При титруванні 0,005 н розчинів сильних кислот і лугів помилка Н недотитр. складає для N,N'біс-фенілсульфоніл-2-фенілсульфоніламідо-1,4-нафтохінондііміну 2,0 %, рТ = 4,6, інтервал переходу рН і колір індикатора: світло-жовтий (рН4,2) - оранжево-червоний (рН4,8). Перехід кольору індикатора фіксувався візуально, значення рН середовища визначали рН-метром (рН340). Приклад 3. Використання N,N'-біс-фенілсульфоніл-2,5-фенілсульфоніламідо-1,4нафтохінондііміну як кислотно-основного індикатора. Для титрування використано декілька крапель насиченого спиртового розчину N,N'-бісфенілсульфоніл-2,5-фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондііміну. У кислому середовищі (рН  4,8) колір розчину - безкольоровий, в слабкокислому, нейтральному та лужному (рН  5,8) жовто-зелений. При зміні значення рН в зворотному напрямку перехід кольору є зворотним. Утворення жовто-зеленого кольору при рН  5,8 пояснюється утворенням мезомерного іону (IV). + При титруванні 0,005 н розчинів сильних кислот і лугів помилка Н недотитр. складає для N,N'біс-фенілсульфоніл-2,5-фенілсульфоніламідо-1,4-бензохінондіїміну 0,2 %, рТ = 5,36, інтервал 2 UA 84243 U переходу рН і колір індикатора: безкольоровий (рН 4,8) - жовто-зелений (рН 5,8). Перехід кольору індикатора фіксувався візуально, значення рН середовища визначали рН-метром (рН340). 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Кислотно-основний індикатор, що має хіноїдну будову з арилсульфоніламідогрупами як замісниками, який відрізняється тим, що він є хінондіїміном і має загальну хімічну формулу - Сарилсульфоніламідопохідні N,N'-біс-арилсульфоніл-1,4-хінондіїмінів. 10 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3