WSKAŹNIKI PH: RODZAJE WSKAŹNIKÓW I SPOSÓB ICH DZIAŁANIA - CHEMIA - 2026

Wskaźniki pH są krytyczne przy określaniu wartości pH występującej w określonym podłożu. Mówiąc o pojęciu pH, reprezentuje ono stężenie jonów hydroniowych (H ₃ O ⁺ ), które są obecne w roztworze wodnym.

Podobnie jest mierzony w ujemnej skali logarytmicznej od 0 do 14, gdzie roztwory o pH niższym niż 7 są uważane za kwaśne, te o pH większym niż 7 są zasadowe, a te o pH równym 7 są uważane za roztwory obojętne. Ten parametr jest wyrażony w następujący sposób za pomocą równania Hendersona-Hasselbalcha: pH = pKa + log ₁₀ (/).

W powyższym wyrażeniu pKa reprezentuje ujemny logarytm stałej dysocjacji kwasu oraz stężenia molowe i są odpowiednio stężeniami słabego kwasu i jego sprzężonej zasady. Znajomość pH pozwala na badanie jakości wody i pożywienia oraz zachowanie powtarzalności opracowanego produktu chemicznego.

Rodzaje

Istnieją trzy główne typy wskaźników pH: wskaźniki ciekłe kwasowo-zasadowe, które działają w określonym zakresie pH; papiery i inne materiały wskaźnikowe, które zmieniają kolor, gdy na jego powierzchnię dodawana jest ciekła lub gazowa próbka; oraz cyfrowe mierniki pH, które mierzą potencjalną różnicę elektryczną między dwiema elektrodami.

Wskaźniki płynne

Wskaźniki płynne to słabe kwasy organiczne lub zasady, które mają różne kolory w zależności od ich kwasowej lub zasadowej postaci. Działają w ograniczonych zakresach, zmieniając kolor po osiągnięciu i zatrzymując zmianę koloru po osiągnięciu maksymalnego poziomu zakresu.

Do działania należy je stosować tylko w roztworach, w których można zaobserwować zmianę koloru (najlepiej bezbarwne).

Istnieje wiele wskaźników płynnych o różnych kolorach i zakresach pH, ​​w tym czerwień krezolowa (od czerwonego do żółtego w zakresie od 0,2 do 1,8), czerwień metylowa (od czerwieni do żółci w zakresie 4 , 2 do 6,2), zieleń bromokrezolowa (od różowego do niebieskiego / zielonego od 4,2 do 5,2) i fenoloftaleina (bezbarwna do różowej w zakresie od 8,0 do 10,0).

Wskaźniki te są popularne w przypadku stopni z chemii analitycznej, chociaż musisz mieć określony poziom szkolenia, aby dokładnie wykonywać tę praktykę.

Dokumenty wskaźnikowe

Istnieje kilka rodzajów papierków do pomiaru pH, ale najbardziej znany to papier lakmusowy, który jest wytwarzany z proszku pochodzącego z porostów.

Papier lakmusowy służy do sprawdzania, czy płynny lub gazowy roztwór jest kwaśny, czy zasadowy (bez znajomości jego dokładnego pH ani jego szacunkowej wartości) i występuje w dwóch postaciach: niebieskiej i czerwonej.

Niebieski papier lakmusowy zmienia kolor na czerwony w środowisku kwaśnym, a czerwony papier lakmusowy zmienia kolor na niebieski w warunkach zasadowych lub zasadowych i można go poddać recyklingowi do testów odwrotnych, gdy papier już zmieni kolor.

Znane ograniczenia papieru - takie jak niemożność podania dokładnej lub szacowanej wartości pH oraz możliwość zmiany koloru na inne podczas reakcji z niektórymi związkami - spowodowały, że został on zastąpiony przez wskaźniki ciekłe i / lub mierniki pH.

pH-metry

Pehametry zrodziły się z potrzeby analityków laboratoryjnych, aby uzyskać dokładne wartości tego parametru, co nie było możliwe w przypadku wskaźników papierowych lub płynnych.

Opierają się one na pomiarze różnicy potencjałów elektrycznych między pH elektrody i elektrody odniesienia.

Działanie tych mierników pH jest dokładniej wyjaśnione w następnej sekcji, ale generalnie wskaźniki te są uważane za najbardziej dokładne par excellence, zapewniając dokładną liczbę (z dokładnością do 0,01 jednostek pH) parametru i zliczając z czułością i szybkością większą niż pozostałe dwie metody.

Ponadto mogą również mierzyć inne właściwości, takie jak rozpuszczone ciała stałe, przewodność elektryczna i temperatura roztworu.

Jedyną wadą tego typu mierników pH jest to, że są to delikatne urządzenia i oprócz wstępnej kalibracji, którą musi przeprowadzić instrumentalista lub koneser sprzętu, będą również wymagały regularnego czyszczenia, aby elektrody nie gromadziły się na nich.

Jak oni pracują?

Wskaźniki płynne

Wskaźniki ciekłe zmieniają kolor w wyniku działania protonowania lub deprotonacji w swojej strukturze (w zależności od zasadowego lub kwaśnego charakteru wskaźnika), która opiera się na równowadze reakcji, jak następuje: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + W ^-

Oznacza to, że po dodaniu wskaźnika do roztworu, jeśli równowaga tego ośrodka zacznie zmierzać w przeciwnym kierunku z powodu wzrostu lub spadku jonu hydroniowego (ponownie, w zależności od charakteru wskaźnika), zmieni kolor, aż w końcu pozostanie nowego niezmiennego koloru.

Dokumenty wskaźnikowe

Papierki wskaźnikowe, w szczególności papier lakmusowy, muszą dyskretnie stykać się z roztworem, aby można było dokonać dokładnego pomiaru.

Oznacza to, że w płynnym roztworze nie należy go do niego całkowicie wprowadzać, ale należy go skropić lub krótko dotknąć próbki substancji.

W przypadku roztworu gazowego gaz musi przejść nad powierzchnią papieru, aby mógł się zetknąć i zmienić kolor.

pH-metry

Jak wspomniano wcześniej, mierniki pH działają na podstawie różnicy potencjałów elektrycznych między pH a elektrodą odniesienia.

Pehametr mierzy napięcie istniejące między dwiema elektrodami w roztworze i wyświetla wynik przeliczony na odpowiednią wartość pH.

Sam sprzęt składa się z pary elektrod - z których jedna jest metalowa i niewrażliwa na pH roztworu - oraz prostego wzmacniacza elektronicznego. W celu kalibracji sprzęt jest kalibrowany roztworami o znanym pH.

Bibliografia

1. Karolina. (sf). Pomiar pH: wskaźniki, papier i mierniki. Pobrane z carolina.com
2. Company, S. (sf). Zakresy wskaźnika pH (rosnące pH). Odzyskany z sciencecompany.com
3. LibreTexts. (sf). Wskaźniki pH. Pobrane z chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (sf). Definicja wskaźnika pH i przykłady. Odzyskany z thinkco.com
5. Wikipedia. (sf). Miernik pH. Pobrane z en.wikipedia.org