ИНДИКА́ТОРЫ ХИМИ́ЧЕСКИЕ

ИНДИКА́ТОРЫ ХИМИ́ЧЕСКИЕ, хи­мич. со­еди­не­ния, вве­де­ние ко­то­рых в ана­ли­зи­руе­мую сис­те­му по­зво­ля­ет по­лу­чать ин­фор­ма­цию (по из­ме­не­нию цве­та или др. ви­зу­аль­но на­блю­дае­мым при­зна­кам) как о про­те­ка­нии хи­мич. 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 к.-л. хи­мич. ре­ак­ции, гл. обр. 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 тит­ри­мет­рич. ме­то­дах ана­ли­за ис­поль­зу­ют ки­слот­но-оснóвные, окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит., ме­тал­ло­хром­ные, ад­сорб­ци­он­ные и лю­ми­нес­цент­ные ин­ди­ка­то­ры. Ки­слот­но-ос­нóв­ные ин­ди­ка­то­ры – ор­га­нич. (ре­же не­ор­га­нич.) со­еди­не­ния, из­ме­няю­щие струк­ту­ру и, со­от­вет­ст­вен­но, цвет в за­ви­си­мо­сти от ки­слот­но­сти сре­ды. Наи­бо­лее важ­ную груп­пу этих ин­ди­ка­то­ров со­став­ля­ют ор­га­нич. со­еди­не­ния три­фе­нил­ме­та­но­во­го, суль­фоф­та­леи­но­во­го ря­дов, азо­со­еди­не­ния. Час­то при­ме­няе­мые ин­ди­ка­то­ры: фе­нол­фта­ле­ин (бес­цвет­ный при $\ce{pH< 8,2}$ и пур­пур­ный при $\ce{pH> 9,8}$), ме­ти­ло­вый оран­же­вый (крас­но-оран­же­вый при $\ce{pH<3,1}$ и жёл­тый при $\ce{pH>4,4}$), ме­ти­ло­вый крас­ный (крас­ный при $\ce{pH<4,4}$ и жёл­тый при $\ce{pH>6,2}$), бром­ти­мо­ло­вый си­ний (жёл­тый при $\ce{pH<6}$ и си­ний при $\ce{pH>7,6}$). При­ме­ня­ют для ус­та­нов­ле­ния к. т. т. в ки­слот­но-оснóвном тит­ро­ва­нии, в тест-ме­то­дах для оп­ре­де­ле­ния $\ce{ pH}$, бел­ков, ал­ка­лои­дов, в бак­те­рио­ло­гии, в хи­мич. до­зи­мет­рии гам­ма- и рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния.

Окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. ин­ди­ка­то­ры из­ме­ня­ют ок­ра­ску в за­ви­си­мо­сти от окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. по­тен­циа­ла сис­те­мы. Та­ки­ми ин­ди­ка­то­ра­ми, как пра­ви­ло, слу­жат ве­ще­ст­ва, ко­то­рые са­ми под­вер­га­ют­ся окис­ле­нию или вос­ста­нов­ле­нию, при­чём окис­лен­ная и вос­ста­нов­лен­ная фор­мы име­ют разл. ок­ра­ску. Не­ко­то­рые окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. ин­ди­ка­то­ры из­ме­ня­ют ок­ра­ску не­об­ра­ти­мо, напр. раз­ру­ша­ют­ся при окис­ле­нии с об­ра­зо­ва­ни­ем бес­цвет­ных про­дук­тов. К окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. ин­ди­ка­то­рам от­но­сят­ся бен­зи­дин (из­ме­не­ние ок­ра­ски с бес­цвет­ной на жёл­тую в ки­слой или на си­нюю в ней­траль­ной сре­де) и его про­из­вод­ные (напр., $o$-то­ли­дин), ди­фе­ни­ла­мин (из­ме­не­ние ок­ра­ски с бес­цвет­ной на фио­ле­то­вую) и его про­из­вод­ные, а так­же разл. ин­да­ми­ны, ин­ди­го­суль­фо­кис­ло­ты, ин­до­фе­но­лы, ази­ны, три­фе­нил­ме­та­но­вые кра­си­те­ли. При­ме­ня­ют для ус­та­нов­ле­ния к. т. т. в окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. тит­ро­ва­нии, для ус­та­нов­ле­ния окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. 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 (напр., эри­о­хро­мо­вый чёр­ный Т, кси­ле­но­ло­вый оран­же­вый, хро­ма­зу­рол S, пи­ро­ка­те­хи­но­вый фио­ле­то­вый). Ин­ди­ка­то­ры мо­гут быть се­лек­тив­ны­ми (об­ра­зу­ют ком­плек­сы с ог­ра­нич. 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. Напр., 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 (напр., ЭДТА) об­ра­зу­ют­ся бо­лее проч­ные бес­цвет­ные ком­плек­сы, при этом вы­сво­бо­ж­да­ет­ся ин­ди­ка­тор си­не­го цве­та. Ин­ди­ка­тор­ные бу­ма­ги для оп­ре­де­ле­ния жё­ст­ко­сти во­ды со­дер­жат так­же эри­о­хро­мо­вый чёр­ный Т, внутр. 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. Напр., в про­цес­се ар­ген­то­мет­рич. оп­ре­де­ле­ния $\ce{Br^-}$ – 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 $\ce{pH}$ рас­тво­ра, в окис­ли­тель­но-вос­ста­но­вит. 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 хи­мич. ре­ак­ции). Флуо­рес­цент­ные кис­лот­но-оснóв­ные ин­ди­ка­то­ры – эо­зин (при $\ce{pH = 1,0–3,0}$ по­яв­ля­ет­ся зе­лё­ная лю­ми­не­сцен­ция), флуо­рес­це­ин (при $\ce{pH = 3,4–4,1}$ по­яв­ля­ет­ся зе­лё­ная лю­ми­не­сцен­ция), са­ли­ци­ло­вая ки­сло­та (при $\ce{pH = 2,5–3,5}$ по­яв­ля­ет­ся си­няя лю­ми­не­сцен­ция), лю­ми­нол (при $\ce{pH = 6,0–7,0}$ по­яв­ля­ет­ся си­няя лю­ми­не­сцен­ция) и др.; хе­ми­лю­ми­нес­цент­ные – лю­ми­нол (го­лу­бая хе­ми­лю­ми­нес­цен­ция), лю­ци­ге­нин (при $\ce{pH = 8,5–9,0}$ по­яв­ля­ет­ся зе­ле­но­ва­то-го­лу­бая хе­ми­лю­ми­нес­цен­ция) и др. При­ме­ня­ют в тит­ри­мет­рии, лю­ми­нес­цент­ном ана­ли­зе и тон­кос­лой­ной хро­ма­то­гра­фии.