PHẦN MỞ ĐẦU ¡_ LÝ ĐO CHỌN DE’ Hoá học là một môn học thực nghiệm. Vì vậy trong giảng dạy hóa học việc sử dung các thí nghiệm là cần thiết vì nó giúp cho học sinh tiến thu bài tốt hơn Jam cho các em tin vào kiến thức của mình. Trong thí nghiệm ,để nhận biết tính axit, bazd của môi trường , thường người ta sử dụng các chất chỉ thị màu như : Phenolphtalein, metyl da cam , quỳ tím Vì đây là cách làm đơn giản, ít tốn thời gian mà cho kết quả tương đối đúng. Nhưng trong trường hợp ta không có sẩn các chất chỉ thị trên mà trong thiên nhiên lai có các loại hoa có chứa hoá chất có thể biến đổi màu dưới tác dung của môi trường.
Do vậy, việc khảo sát sự biến đổi màu của phẩm mau là việc làm cắn thiết. II MUC ` * ror? Nhằm tao ra mốt số chất chỉ thi màu giúp cho việc day học hóa học ở trường phổ thông. HI , : U Khảo sát dung dich các phẩm màu chiết từ các loại hoa trên và chon dung dịch phẩm mau nào có thể làm chất chỉ thị tốt nhất. -Đối tượng nghiên cửu: Sự biến đổi mau của phẩm màu có trong môi số loại hoa -Khdch thé nghiên cứu : Các loại hoa chon nghiên cứu( Hoa Móng Bo Tim,Hoa Hồng, Hoa Giấy Đỏ ,Hoa Dâm But,Hoa Mười Giờ ) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP.
SVTH : Dhan Thi Mg Link GIBIƯUNIG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP _ SVTH : Dhan Thi Mj Link 1 CHẤT CHỈ THỊ Chất chỉ thị là những thuốc thử đặc biệt có màu hiến đổi tùy theo nông đô của ion H:O” ở trong dung dịch. Vi dụ : Rượu quỷ có mau đỏ trong dung dịch axit, màu xanh tím trong dung dich trung tính và màu xanh trong dung dịch bazơ. Chất chí thị axit bazở là môi hệ axit-bazơ thuận nghịch. Màu của dạng axit của chất chỉ thị này khác với màu của dang bazơ.
Chất chi thị axit —bazd biến đổi màu dưới tác dung của axit và bazd Su biến đổi màu đó phu thuộc vào mức đô thay đổi nống độ ion H;:O” hay pH của dung dịch. Do đó có một diéu rất lý thú về lý thuyết và thưc tế là nghiên cửu trang thái chất chi thị axit-bazơ trong quá trình biến đổi pH của dung dịch và làm sáng tủ nguyên nhân của su biến đổi màu của chất chi thị trong môi trường axit =baZở. Có nhiều thuyết giải thích về trạng thái của chất chi thị axit =bazở trong môi trường axit và bazơ.Dưới đây là một số trong các thuyết đó I. Thuyết ion oề chất chỉ thị Chất chỉ thi axit-bazo là các axit hoặc bazơ yếu , nó phân ly trong dung dịch theo phương trình Hind S H+ Indˆ Màu trong dung dịch mà trong đó chất chỉ thị ở dang phân tử (Hind ) khác với màu của dung dịch trong đó chất chỉ thị ở dạng ion (Ind ) Hằng số điện ly của chất chỉ thị được biểu diễn ~_[#f+|Und-| _, [lnd-] _ KHind Hind 8 >——— —— [HInd} [Hind] ` [H+] + Khi thêm môt lượng nhỏ chất chỉ thị vào dung dich axit thi néng d6 [Hˆ| lớn nên [Ind | << [HInd| = dung dich cơ màu là màu của phân tử chất chí thị + Khi thêm mot lượng chất chỉ thị vào dung dịch kiểm thì nồng đô |H*| rất nhỏ nên [ind | >> [HInd| = dung dịch có màu là màu của dạng ion + Khi thêm vào dung dịch trung tính thì [H"]=10 ? nên [ind| và [Hind] không chénh lệch nhau lắm , dung dich có màu trung gian là hỗn hợp hai miu dang phân tử và dang ion của chất chỉ thi, Vida : Métyl da cam trong dung dich axit có mau đỏ vì trong dung dịch axit nó nằm ở dang phản wf [Hind].
Trong dung dich kiểm nó nằm ở dang ion [Ind | Trang 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : Dhan Thi Mộ Link nén metyl da cam có màu vàng. Hồn hợp màu đỏ và màu vàng dạng phân tử | Hind]va dang ion [Ind] của chi thị metyl da cam là màu trung gian đỏ da cam xuất hiện ở pH = 4. Thuyết này không giải thích được hiện tượng của phenol phtalcin ở môi trường axit không màu , môi trường kiểm có màu đỏ nhưng khi cho nhiều kiểm thì lại mắt màu. Thuyết mang màu của chất chỉ thị Trạng thái của chất chỉ thị được giải thích bằng thuyết ion và được bố sung bằng thuyết mang màu của chất chỉ thi Theo thuyết này sư đổi mau của chất chi thị có liên quan tới sự thay đổi cấu tạo phân tử của nó do sư sắp xếp lai trong nôi phan tử dưới tác dụng của ion H” hay OH.
Theo thuyết ion , phân tử phen olphtalein phân ly theo phương trình Hind S H°+lInd Dang khong mau dang màu đỏ Giá trịpH càng tăng thì cân bằng càng chuyển dịch về phía phải khi pH =10 phân uf phenolphtalein hau như hoàn toàn chuyển thành dang ion có màu Theo thuyết mang màu ,trong quá trình pH của dung dịch thay đổi cau tao phân tử của các chất chỉ thị axit-bazơ bị thay đổi. Hiện tương đó gây nén do su hổ biến benzoit- quinoit Trường hợp đơn giản nhất của su hỗ biến bezoit- quinoit là hiện tướng hỗ biến của monooxim- quino (1) , có thành phần cơ ban đồng nhất với nitrozophenol (H) oe “È=N-OH *° HO « = ẦN =0 (1) (II) Vang Xanh luc Ca 2 công thức đều là 1 hợp chất hóa hoe có dạng hỗ hiển khác nhau Trong dung dịch quino xim cân bằng động hóa hoc được xác định giữa 2 dang ho biến phụ thuộc vào các yếu tổ khác nhau Chuyển hiến tướng tự cũng thấy được cả trong dung dịch chất chỉ thị có màu khác nhau. nó thay đổi dưới tác đụng của axit hay kiểm, Trang 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : Phan Thi Mg Link Thí du , n-niưrozodimetylanilin (HH) có mau xanh lục , cấu wie bi thay đổi dưới tác dụng của axit, đồng thời có kèm theo sự chuyển từ màu xanh lục sang vàng. Khi đó clohidrat (1V) được tạo thành.
Sư thay đổi màu sắc được giải thích bằng liên kết ion hidrô của axit với nguyên tử oxi của nhóm nitrozo chứ không phải với nguyên tử nitơ của nhóm H,C ¬ v H,C Do đó xảy ra sự chuyển dich các electron trong cả hệ. có kèm theo sư tạo thành cau trúc quinoit , có thể biểu điển bằng sơ dé sau : HạN sna | HN. ON n=<o* ——ờ 3 N—OH | Cl HạN HạN II IV Tương tự như n- nitrozodimetylanilin, một trong các muối của n - aminoazobenzen có cấu tạo benzoit có mau vàng (V) , còn cấu tao quinoit(VI) có màu xanh : Cl HạN N-N ) V VỊ Trong dung dịch metyl da cam , được dùng rồng rãi làm chất chỉ thị axit-bazd cũng có cân bằng tương tự Do vậy. có thể coi tính chất chỉ thị của các chất chỉ thị axit- bazu là do có sự chuyển dịch hỗ biến giữa dạng benzoit và quinoit Trang 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : Dhan Thi Hộ Link Sư xuất hiện câu trúc quinoit gây nén sự chuyển hóa từ dang này sang dang khác của chất chỉ thị, Su biến hóa ngược lại làm mất cấu trúc quinoit Theo thuyết mang màu , màu sắc của các hợp chất hữu cơ không phải chỉ do cấu trúc quinoit của phân tử mà cả sự có mat trong các phân tử ấy những nhóm nguyên tử gọi là nhóm mang màu (-N= N - -NO;, -NO, =C =C=.
=C =O) Khi đưa thêm vào phân tử các chal hữu cơ có chứa nhóm mang màu của nhóm trợ mau: - OH,- NH;,- NHR.-NR: thì se làm đêm màu sắc của chất mau Vay. sư đổi màu của chất chỉ thị xảy ra khi nhóm mang màu xuất hiện hay biến mất và cả khi các nhóm mang màu này được thay thé bằng nhóm khác. Nếu các nhóm mang màu chuyển thành các nhóm không mang màu thì màu sé biến mat. Thuyết ion- mang màu của chất chỉ thị Hai thuyết ion và thuyết mang mau của chất chỉ thị bổ trợ cho nhau , theo các thuyết này thì trong dung dịch các chất chỉ thị axit bazở đồng thời có cả cân bằng phân ly của phân tử và có cả cân bằng sắp xếp lại trong nội phân tử chất chi thị từ dạng này sang dang khác có cấu tao khác nhau.
Vì vậy hai thuyết này có thể kết hợp thành một thuyết chung goi là thuyết ion -mang màu của chất chi thị Theo thuyết này sự biến đổi màu của chất chi thị axit bazo xắy ra do sự kết hợp của ion hidrô dưới tác dung của kiểm , cùng với su chuyển dịch cân bằng ion của chất chỉ thị có kèm theo su thay đổi cấu trúc chung. Tổng hợp các luận điểm trên , có thể nói rằng sự xuất hiện hoặc sư làm đậm màu ở những chất không màu hoặc có màu yếu có liên quan tới việc đưa vào phân tử của chúng những nhóm mang màu và trợ màu với việc tăng số liên hợp -C =C =C =C ~ với sự phân ly hay kết hợp các phân tử của chúng và cuối cùng với sư tạo thành các hợp chất nôi phức (vd niken dimctyl glyoximat) Đối với chất chỉ thị axit- baZơ , sự đổi mau do mấy yếu tố đặc trưng hơn cả (mà các yếu tố này gây ra bởi sự thay đổi lượng tỉ lệ dang phân tử và ion của chất chỉ thị do ảnh hưởng của axit và kiếm) là sự xuất hiện hay biến mất các nhóm mang mau hoäc sự chuyển hóa nhóm mang mau này thành nhóm khác. ˆ PHE NOLPHTALEIN Phenolphtalcin là những tinh thể không màu.Đôộ tan trong 100g dung dịch :H;O 0,22(20°C) tan tốt hơn khi dun nóng rượu ctylic 20g (khi lạnh) ,cte 5,92g it tan trong clorofom.Cho nén trong phòng thí nghiệm người ta dùng dung dich phenolphtalein 0.1% pha trong 50% rượu. Công thức của chất chỉ thị LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SVTH : Dhan Thi Mg Link S1, dạng không màu |)ưới tác dung của dung dịch kiểm loãng ,phenolphtalcin chuyển thành muối dinatri ,có cấu tao quinoit và có cấu tao màu đỏ Phản ứng xảy ra theo phương trình Cc CÁ» ad +3H;O O=C-O Dy OH [oO fe) Dang khong mau Dang có màu Sư thay đổi cấu tạo này trong phân tử phenolphtalein xảy ra ở pH=8- 10.
Dưới tác dụng của axit(ở pH<8) ta thấy một bức tranh ngược lại : dạng có màu chuyển thành không màu .Nếu pH bằng 13-14 ,phenolphtalein có sự sắp xếp cấu tao mới .Khi đó tao thành anion không mau của muối ba lần thế natri Điều đó được giải thích bằng sự mất màu của phenolphtalein dưới tac dụng của một lượng dư lớn kiểm, Trang 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP.