Comment mesurer avec précision le pH des solvants organiques ?
Tout d'abord, à proprement parler, le pH dans les solvants organiques, ou solvants non aqueux, est une indication imprécise.
Le pH est le logarithme négatif de la concentration d'ions hydrogène dans une solution aqueuse, mais il n'y a pas d'ions hydrogène libres (protons) dans une solution aqueuse, seulement des ions hydronium H3O plus (des ions hydronium encore plus complexes), et la nature d'ionisation des acides protoniques dans l'eau est un transfert de proton, laissez l'acide être représenté par HA : HA plus H2O ⇌ A- plus H3O plus C'est-à-dire que l'acide HA transfère le proton à l'eau, l'acide devient la base conjuguée A-, et l'eau devient H3O plus , H3O plus peut aussi être considéré comme un acide An, alors l'eau est en fait équivalente à une base dans cette ionisation.
La mesure du pH est en fait la concentration de H3O plus dans une solution aqueuse, plus précisément l'activité des ions hydrogène solvatés (H3O plus ) dans une solution aqueuse. Dans les solvants non aqueux, la cible de l'acide pour transférer les protons n'est pas l'eau, et le H3O plus généré ne l'est pas. Par conséquent, pour comparer l'acidité, la capacité de l'acide à donner des protons doit être prise en compte. Il est préférable de ne pas utiliser le concept de mesure de la valeur du pH. Si vous devez utiliser une approximation Le concept peut être utilisé pour mesurer l'activité des ions hydrogène (solvatés) dans des solutions de solvants non aqueuses. Bien sûr, si vous voulez appeler le logarithme négatif de l'activité des ions hydrogène solvatés dans une solution de solvant non aqueuse également appelée "la valeur du pH dans une solution non aqueuse", ça va.
Par exemple, dans le solvant d'acide acétique glacial, l'ionisation de l'acide HA peut être exprimée comme suit : HA plus CH3COOH ⇌ A- plus CH3C(OH)2 plus CH3C(OH)2 plus est l'ion hydrogène solvaté dans le solvant d'acide acétique glacial, son activité (elle peut être approchée comme le logarithme négatif de la concentration en solution diluée, et elle peut également être appelée "valeur de pH" dans le solvant d'acide acétique glacial. La "valeur de pH" dans ce solvant non aqueux n'est généralement pas nécessairement comprise entre 0-14, et "neutre" ne correspond pas nécessairement au pH=7, car le produit ionique (298.15K) de l'eau est 1*10^ (-14). Il y a environ deux mesures méthodes, et l'idée de base est similaire à celle en solution aqueuse :
1. Méthode de l'indicateur, choisissez un indicateur qui peut subir un changement de couleur lors de la réception de protons dans un solvant non aqueux. En effet, de nombreux indicateurs acido-basiques peuvent être utilisés dans des solvants non aqueux. Le papier test pH peut souvent mesurer une certaine "valeur de pH" dans des solvants non aqueux. Une petite quantité de solution d'alcool de phénolphtaléine peut être versée goutte à goutte dans de l'acide sulfurique concentré ou de l'acide phosphorique concentré. Une couleur rouge évidente peut être vue. La couleur jaune orangé est causée par la protonation de la phénolphtaléine par un acide fort et la perte d'eau pour former un composé à structure ionique trityle positive. Mesurer l'acidité des superacides, c'est-à-dire la capacité de protonation, c'est-à-dire utiliser des indicateurs appropriés, plus une détermination colorimétrique ou spectrophotométrique. Si vous pouvez choisir un indicateur approprié et ajouter la spectrophotométrie, vous pouvez comparer l'activité des ions hydrogène dans des solutions de solvants non aqueuses. L'inconvénient est que la mesure de la valeur absolue nécessite souvent un étalonnage compliqué et la précision n'est pas élevée.
2. Méthode potentiométrique, sélectionnez l'électrode sélective d'ions hydrogène (électrode indicatrice d'ions hydrogène) dans le solvant non aqueux et coopérez avec l'électrode de référence pour la détermination. L'électrode sélective d'ions hydrogène la plus courante - l'électrode de verre, en général, peut être utilisée dans des solvants non aqueux, mais doit être recalibrée dans des solvants non aqueux ; mais l'électrode de référence doit être une électrode de référence de solution non aqueuse, généralement Gan L'électrode de mercure est un électrolyte aqueux KCl, qui ne peut généralement pas être utilisé directement pour des solutions non aqueuses. S'il est utilisé à contrecœur, il conduira facilement à une mesure instable et augmentera les erreurs dues à l'influence du potentiel de jonction liquide. Il est préférable de choisir une électrode Ag-AgCl adaptée aux solutions non aqueuses. etc. Il existe de nombreux fabricants qui les fournissent, et vous pouvez trouver ceux qui conviennent au solvant que vous utilisez sur Internet. Connectez l'électrode sélective d'ions hydrogène appropriée et l'électrode de référence au pH-mètre, et elle peut être mesurée comme la valeur du pH dans une solution aqueuse, mais elle doit être calibrée pour obtenir une mesure précise. S'il n'est pas calibré, la "valeur pH" mesurée sert uniquement de référence. S'il s'agit d'un titrage acide-base dans un solvant non aqueux, utilisez simplement le potentiel ou le point de saut de la "valeur de pH" comme point d'équivalence. La plage du pH-mètre doit également être bien sélectionnée, et la « valeur du pH » dans les solvants non aqueux dépasse souvent la plage de 0-14.
