Wskaźniki pH Rodzaje wskaźników i sposób ich działania



The wskaźniki pH Mają one zasadnicze znaczenie dla określenia ilości pH w określonym medium. Kiedy mówimy o pojęciu pH, oznacza ono stężenie jonów hydroniowych (H3O+), który jest obecny w roztworze wodnym.

Podobnie, jest on mierzony w ujemnej skali logarytmicznej od 0 do 14, gdzie roztwory o pH niższym niż 7 są uważane za kwaśne, roztwory pH większe niż 7 są zasadowe, a roztwory o pH równym 7 są uważane za roztwory neutralne. Ten parametr jest wyrażony w następujący sposób z równaniem Hendersona-Hasselbalcha: pH = pKa + log10 ([A-] / [HA]).

W poprzednim wyrażeniu pKa reprezentuje logarytm ujemny stałej dysocjacji kwasu i stężenia molowe [A-] i [HA] są odpowiednio słabymi kwasami i ich sprzężoną zasadą. Znajomość pH pozwala na badanie jakości wody i żywności oraz na utrzymanie powtarzalności opracowanego produktu chemicznego.

Indeks

  • 1 Rodzaje
    • 1.1 Wskaźniki płynne
    • 1.2 Dokumenty wskaźnikowe
    • 1.3 pH-metry
  • 2 Jak one działają?
    • 2.1 Wskaźniki płynne
    • 2.2 Dokumenty wskaźnikowe
    • 2.3 pH-metry
  • 3 referencje

Typy

Istnieją trzy główne typy wskaźników pH: ciekłe wskaźniki kwasowo-zasadowe, które działają zgodnie z pewnym zakresem pH; papiery i inne materiały wskaźnikowe, które zmieniają kolor jako próbka ciekła lub gazowa, są dodawane na ich powierzchnię; oraz cyfrowe pH-metry, które mierzą potencjalną różnicę elektryczną między dwiema elektrodami.

Wskaźniki płynne

Płynnymi wskaźnikami są słabe kwasy lub zasady organiczne, które mają zmienne kolory w zależności od ich postaci kwasowej lub zasadowej. Działają one w ograniczonym zakresie, różnią się kolorem po osiągnięciu tego i przestają zmieniać kolor, gdy osiągnięty zostanie maksymalny poziom zasięgu.

Aby działały, powinny być stosowane tylko w roztworach, w których można zaobserwować zmianę koloru (najlepiej bezbarwnego).

Istnieje duża liczba ciekłych wskaźników o różnych kolorach i zakresach pH, ​​w tym czerwień krezolowa (od czerwonej do żółtej w zakresie od 0,2 do 1,8), czerwień metylowa (od czerwonej do żółtej w zakresie 4). , 2 do 6,2), zieleń bromokrezolowa (od różowej do niebieskiej / zielonej od 4,2 do 5,2) i fenoloftaleina (bezbarwna do różowej w zakresie od 8,0 do 10,0).

Wskaźniki te są popularne ze względu na stopnie w chemii analitycznej, chociaż musisz mieć pewien poziom szkolenia, aby dokładnie wykonywać tę praktykę..

Dokumenty wskaźnikowe

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

Papier lakmusowy jest używany do sprawdzenia, czy płynny lub gazowy roztwór jest kwaśny lub zasadowy (nie wiedząc, jakie będzie jego dokładne pH lub jego oszacowanie), i występuje w dwóch prezentacjach: niebieskiej i czerwonej.

Niebieski papier lakmusowy zmienia się na czerwony w warunkach kwasowych, a czerwony papier lakmusowy zmienia się na niebieski w warunkach zasadowych lub alkalicznych i można go poddać recyklingowi, aby wykonać test w odwrotnej kolejności, gdy papier już zmienił kolor.

Znane ograniczenia papieru - takie jak niezdolność do zaoferowania dokładnej lub oszacowanej wartości pH i możliwość zmiany na inne kolory, gdy reaguje z niektórymi związkami - spowodowały, że zastąpiono go wskaźnikami cieczy i / lub pH-metrami.

mierniki pH

PH-metry powstają z potrzeby analityków laboratoryjnych, aby uzyskać dokładne wartości tego parametru, co nie było możliwe za pomocą wskaźników papierowych lub wskaźników płynnych.

Są one oparte na pomiarze różnicy potencjałów elektrycznych między pH elektrody i elektrody odniesienia.

Działanie tych mierników pH wyjaśniono dokładniej w następnym rozdziale, ale ogólnie wskaźniki te są uważane za najbardziej dokładne par excellence, zapewniając dokładną liczbę (z dokładnością do 0,01 jednostek pH) parametru i liczenia z czułością i prędkością lepszą niż pozostałe dwie metody.

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

Jedyną wadą tego typu mierników pH jest to, że są one delikatnym sprzętem i oprócz wstępnej kalibracji, która musi być wykonana przez instrumentalistę lub znawcę sprzętu, będą one również musiały być regularnie czyszczone, aby zapobiec gromadzeniu się w nich elektrod.

Jak działają?

Wskaźniki płynne

Wskaźniki płynne zmieniają kolor dzięki działaniu protonacji lub deprotonacji w ich strukturze (w zależności od zasadowego lub kwasowego charakteru wskaźnika), który opiera się na równowadze reakcji, a zatem: HIn + H2O ↔ H3O+ + W-

Oznacza to, że gdy wskaźnik zostanie dodany do roztworu, jeśli równowaga tego medium zacznie zmierzać w przeciwnym kierunku, zwiększając lub zmniejszając jon hydroniowy (ponownie, w zależności od charakteru wskaźnika), zmieni kolor, aż w końcu pozostać niezmiennym nowym kolorem.

Dokumenty wskaźnikowe

Papiery wskaźnikowe, w szczególności papier lakmusowy, muszą stykać się z roztworem do dyskretnej analizy, aby móc dokładnie zmierzyć.

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

W przypadku roztworu gazowego gaz musi przejść przez powierzchnię papieru, aby umożliwić mu kontakt i zmianę koloru.

mierniki pH

Jak stwierdzono powyżej, mierniki pH działają ze względu na potencjalną różnicę elektryczną między elektrodą pH a elektrodą odniesienia..

Miernik pH mierzy napięcie występujące między dwiema elektrodami w roztworze i pokazuje wynik przeliczony na odpowiednią wartość pH.

Sam sprzęt składa się z pary elektrod - z których jedna jest metaliczna i niewrażliwa na pH roztworu - oraz prostego wzmacniacza elektronicznego. Do kalibracji sprzęt jest kalibrowany za pomocą znanych roztworów pH.

Referencje

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