PH-INDIKAATTORIT: INDIKAATTORITYYPIT JA MITEN NE TOIMIVAT - KEMIA - 2026

PH indikaattorit ovat kriittisiä määrän määrittämiseksi pH löytyy keskipitkän. Kun puhutaan käsitteestä pH, se edustaa vesiliuoksessa olevan hydroniumionien (H ₃ O ⁺) konsentraatiota.

Samoin se mitataan negatiivisella logaritmisella asteikolla välillä 0 - 14, kun liuokset, joiden pH on alle 7, pidetään happaina, liuokset, joiden pH on yli 7, ovat emäksisiä ja ne, joiden pH on 7, katsotaan neutraaliksi liuokseksi. Tämä parametri ilmaistaan ​​seuraavasti Henderson-Hasselbalch-yhtälöllä: pH = pKa + log ₁₀ (/).

Yllä olevassa lausekkeessa pKa edustaa hapon dissosiaatiovakion negatiivista logaritmia ja molaarisia pitoisuuksia, ja ovat vastaavasti heikon hapon ja sen konjugaattiemäksen pitoisuuksia. PH: n tunteminen mahdollistaa veden ja ruoan laadun tutkimuksen ja kyvyn ylläpitää kehitetyn kemiallisen tuotteen toistettavuutta.

Tyypit

PH-indikaattoreita on kolme päätyyppiä: happo-emäs-nesteindikaattorit, jotka toimivat tietyllä pH-alueella; sen pinnalle lisätään paperit ja muut indikaattorimateriaalit, jotka muuttavat väriä nestemäisenä tai kaasumaisena näytteenä; ja digitaaliset pH-mittarit, jotka mittaavat potentiaalisen sähköeron kahden elektrodin välillä.

Nestemäiset indikaattorit

Nestemäiset indikaattorit ovat heikkoja orgaanisia happoja tai emäksiä, joiden värit vaihtelevat happamasta tai emäksisestä muodosta riippuen. Nämä toimivat rajoitetuilla alueilla, vaihtelevat väriä, kun tämä on saavutettu, ja lopettavat värinvaihdon, kun alueen maksimitaso on saavutettu.

Toimenpiteenä niitä tulisi käyttää vain liuoksissa, joissa värin muutokset voidaan havaita (mieluiten värittömiä).

On olemassa suuri määrä nestemäisiä indikaattoreita, joilla on eri värit ja pH-alueet, mukaan lukien kresolipunainen (punaisesta keltaiseksi alueella 0,2–1,8), metyylipuna (punaisesta keltaiseksi alueella 4, 2 - 6,2), bromikresolivihreä (vaaleanpunaisesta siniseen / vihreään välillä 4,2 - 5,2) ja fenoliftaleiini (värittömästä vaaleanpunaiseen, välillä 8,0 - 10,0).

Nämä indikaattorit ovat suosittuja analyyttisen kemian tutkinnoista, vaikka sinulla on oltava tietty koulutustaso tämän harjoituksen suorittamiseksi oikein.

Indikaattorit

PH: n mittaamiseen käytetään monentyyppisiä papereita, mutta tunnetuimpana nimeltään lakmuspaperi, joka on valmistettu jäkälistä peräisin olevasta jauheesta.

Lakmuspaperia käytetään tietämään, onko nestemäinen tai kaasumainen liuos hapan tai emäksinen (tietämättä, mikä sen tarkka pH on tai arvio siitä), ja sitä on kahta esitystä: sinistä ja punaista.

Sininen lakmuspaperi muuttuu punaiseksi happamissa olosuhteissa ja punainen lakmuspaperi muuttuu siniseksi perus- tai emäksisissä olosuhteissa, ja se voidaan kierrättää käänteistestausta varten, kun paperin väri on jo vaihdettu.

Paperin tunnetut rajoitukset - kuten sen kyvyttömyys tarjota tarkka tai arvioitu pH-arvo ja kyky muuttua muihin väreihin reagoidessaan tiettyjen yhdisteiden kanssa - ovat aiheuttaneet sen, että se korvataan nesteindikaattoreilla ja / tai pH-mittarilla.

pH-metriä

PH-mittarit syntyivät laboratorioanalyytikoiden tarpeesta saada tämän parametrin tarkat arvot, mikä ei ollut mahdollista paperin tai nesteindikaattorien avulla.

Ne perustuvat elektrodin ja vertailuelektrodin pH: n välisen sähköisen potentiaalieron mittaamiseen.

Näiden pH-mittarien toimintaa selitetään tarkemmin seuraavassa jaksossa, mutta yleensä näitä indikaattoreita pidetään tarkimpana par excellence -arvostuksena, jolloin saadaan parametrin tarkka lukumäärä (0,01 pH-yksikön tarkkuudella) ja lasketaan joiden herkkyys ja nopeus ovat parempia kuin kaksi muuta menetelmää.

Lisäksi ne voivat mitata muita ominaisuuksia, kuten liuenneet kiinteät aineet, sähkönjohtavuus ja liuoksen lämpötila.

Tämän tyyppisten pH-mittarien ainoa haittapuoli on, että ne ovat herkkiä laitteita ja laitteiden instrumentalistien tai tuntijoiden suorittaman alkuperäisen kalibroinnin lisäksi ne on puhdistettava säännöllisesti, jotta elektrodit eivät kerääntyisi materiaaliin niihin.

Kuinka ne toimivat?

Nestemäiset indikaattorit

Nestemäiset indikaattorit muuttavat väriä rakenteen protonaation tai deprotonoitumisen vaikutuksesta (indikaattorin emäksisestä tai happamasta luonteesta riippuen), joka perustuu reaktion tasapainoon seuraavasti: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + Sisään ^-

Toisin sanoen, kun indikaattori on lisätty liuokseen, jos tämän väliaineen tasapaino alkaa pyrkiä vastakkaiseen suuntaan hydroniumionin lisääntymisen tai laskun vuoksi (jälleen indikaattorin luonteesta riippuen), se muuttaa väriä, kunnes lopulta uuden värin pysyvyys.

Indikaattorit

Indikaattoripapereiden, erityisesti lakmuspapereiden, on oltava kosketuksissa analysoitavan ratkaisun kanssa hienovaraisesti, jotta mittaus tapahtuu tarkasti.

Toisin sanoen nestemäisessä liuoksessa sitä ei tule viedä kokonaan siihen, vaan sitä tulisi tiputtaa sen kanssa tai kosketa hetkeksi aineen näytettä.

Kaasumaisen liuoksen tapauksessa kaasun on kuljettava paperin pinnan yli, jotta se voi muodostaa kontaktin ja muuttaa väriä.

pH-metriä

Kuten aiemmin todettiin, pH-mittarit toimivat pH: n ja vertailuelektrodin välisen sähköisen potentiaalierojen perusteella.

PH-mittari mittaa jännitteen, joka on kahden elektrodin välillä liuoksessa, ja näyttää tuloksen muunnettuna vastaavaksi pH-arvoksi.

Laite itsessään koostuu parista elektrodeista - joista toinen on metallivapaa ja ei ole herkkä liuoksen pH: lle - ja yksinkertaisesta elektronisesta vahvistimesta. Laitteisto kalibrointia varten kalibroidaan liuoksilla, joiden pH on tunnettu.

Viitteet

1. Carolinassa. (SF). PH: n mittaus: Indikaattorit, paperi ja mittarit. Haettu osoitteesta carolina.com
2. Company, S. (sf). pH-osoitinalueet (nouseva pH). Palautettu osoitteesta sciencecompany.com
3. LibreTexts. (SF). pH-indikaattorit. Haettu osoitteesta chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (SF). pH-osoittimen määritelmä ja esimerkit. Palautettu ajatuksiin.com
5. Wikipedia. (SF). PH-mittari. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org