Титрование с применением флюоресцентных индикаторов

Термин «флуоресценция» происходит от названия минерала флуорит, у которого она впервые была обнаружена

Впервые флуоресценцию наблюдал физик Джордж Стокс в 1852 году.

Титрование с использование флюоресцентных индикаторов-это метод основанный на установление конечной точки титрования по изменению цвета, появления или исчезновения флюоресценции.

Для того, чтобы заметить эти изменения нужны особые условия: темное помещение или специальная камера и дуговая/ртутная/кварцевая лампы.

Спектр флуоресценции сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн. Это явление получило название «Стоксов сдвиг». Его причиной являются безизлучательные релаксационные процессы. В результате часть энергии поглощенного фотона теряется, а испускаемый фотон имеет меньшую энергию, и, соответственно, большую длину волны.

Индикаторы выбирают исходя из pН исследуемого раствора, определяемого вещества, цвета (чтобы не было перекрывания спектров) и в растворе не содержалось ионов, гасящих флюоресценцию.
Выбор индикатора

Надо выбирать индикатор так, чтобы спектр флуоресценции индикатора и спектр абсорбции среды полностью или частично не перекрывались.

Необходимо учитывать тушащее действие компонентов раствора. Например, Cl-ионы ослабляют (тушат) флуоресценцию хинина

Надо учитывать pH раствора т.к. может случиться следущее: поскольку сама среда, в которой ведется титрование, окрашена, может оказаться, что и ее цвет изменяется с повышением или понижением кислотности

Структурные формулы некоторых индикаторов

Свечение флуоресцеина в ультрафиолетовых лучах

Пример применения титрования с использованием флуоресцентных индикаторов
Кислые растворы З-окси-2-нафтойной кислоты имеют зеленую флуоресценцию, которая при добавлении алюминия переходит в синюю; это явление используют для индикации конечной точки титрования ионов алюминия.

С помощью З-окси-2-нафтойной кислоты можно раздельно определять титрованием раствором ЭДТА железо (III) и алюминий при их совместном присутствии; при этом железо титруют при рН около 2 до исчезновения синей окраски его комплекса с индикатором, а затем при рН = 3 (глициновый буферный раствор) титруют алюминий до перехода синей флуоресценции раствора в зеленую.

В качестве флуоресцентного индикатора применяют также 8-оксихинолин-5-сульфокислоту , которая при взаимодействии с металлами образует растворимые комплексы (а не осадки). Этот реактив в растворе цинка при рН ~ 10 (аммиачный буферный раствор) дает сильную желто-зеленую флуоресценцию, которая исчезает в конечной точке титрования цинка раствором ЭДТА, что позволяет определять катион цинка
X - SO3H

Закон эквивалентов
Обратное титрование
Прямое титрование

Плюсы метода:
Титрование окрашенных и непрозрачных растворов

Восполняют пробелы цветных индикаторов

Минусы метода:
Нужны особые условия (кварцевая лампа, ртутная лампа, электрическая лампа, особая установка для титрования)

При наблюдении больше устают глаза

Применение:
Титрование вин, пива, смол, ПАВ, эфирных масел, растительных экстрактов, растворов технических продуктов и витаминов

Определение ионов металлов с высокой точностью