PH Indikatorer: Typer av indikatorer og hvordan de fungerer

PH-indikatorene er avgjørende for å bestemme mengden av pH som er i et bestemt medium. Når man diskuterer begrepet pH, representerer det konsentrasjonen av hydroniumioner (H3O +) som er tilstede i en vandig løsning.

På samme måte måles det på en negativ logaritmisk skala mellom 0 og 14, der løsninger med pH lavere enn 7 betraktes som sure, pH-løsninger større enn 7 er grunnleggende, og de med pH lik 7 er ansett som nøytrale løsninger. Denne parameteren uttrykkes som følger med Henderson-Hasselbalch-ligningen: pH = pKa + log ₁₀ ([A -] / [HA]).

I det foregående uttrykket representerer pKa den negative logaritmen til syredissociasjonskonstanten, og de molare konsentrasjoner [A-] og [HA] er henholdsvis de av den svake syre og dens konjugatbase. Å vite pH-verdien tillater å studere kvaliteten på vann og mat, og å kunne opprettholde repeterbarheten av et utarbeidet kjemisk produkt.

typen

Det finnes tre hovedtyper av pH-indikatorer: væskesyre-baseindikatorer, som fungerer i henhold til et visst pH-nivå; papirer og andre indikatormaterialer som forandrer farge som væske eller gassformig prøve blir lagt til overflaten; og de digitale pH-målere som måler potensiell elektrisk forskjell mellom to elektroder.

Væskeindikatorer

Væskenivåene er svake syrer eller organiske baser som har variable farger i henhold til deres sure eller grunnleggende form. Disse arbeider innenfor begrensede områder, varierende i farge når dette er nådd, og slutter å variere fargen når maksimalnivået i området er nådd.

For å arbeide, bør de bare brukes i løsninger der en fargeendring kan observeres (helst fargeløs).

Det finnes et stort antall væskeindikatorer av forskjellige farger og pH-områder, inkludert kresolrød (rød til gul i et område på 0, 2 til 1, 8), metylrød (rød til gul i et område på 4)., 2 til 6, 2), bromokresolgrønn (rosa til blå / grønn fra 4, 2 til 5, 2) og fenolftalein (fargeløs til rosa i et område på 8, 0 til 10, 0).

Disse indikatorene er populære for grader i analytisk kjemi, selv om du må ha en viss grad av trening for å utføre denne praksisen nøyaktig.

Indikatorpapir

Det finnes flere typer papir som brukes til pH-måling, men det mest kjente er litmuspapiret, som er laget med et pulver som kommer fra lavene.

Litmuspapiret brukes til å vite om en væske eller gassformig løsning er sur eller grunnleggende (uten å vite hva som vil være dens nøyaktige pH eller et estimat av det), og det kommer i to presentasjoner: blått og rødt.

Det blå litmuspapiret endres til rødt under sure forhold, og det røde litmuspapiret endres til blått under grunnleggende eller alkaliske forhold, og kan resirkuleres for å utføre testen på en omvendt måte når papiret allerede har endret farge.

De kjente begrensningene i papiret, slik som manglende evne til å tilby en nøyaktig eller estimert pH-verdi og evnen til å bytte til andre farger når den reagerer med visse forbindelser, har forårsaket at den har blitt erstattet av væskeindikatorer og / eller pH-målere.

pH meter

PH-målene er født av laboratorieanalytikernes behov for å oppnå nøyaktige verdier for denne parameteren, noe som ikke var mulig med papirindikatorene eller væskefaktorene.

De er basert på måling av elektrisk potensialforskjell mellom elektrodens pH og referanselektroden.

Operasjonen av disse pH-målene forklares mer detaljert i følgende avsnitt, men generelt betraktes disse indikatorene som den mest nøyaktige par excellence, noe som gir et nøyaktig tall (til nøyaktigheten av 0, 01 pH-enheter) av parameteren og telling med følsomhet og hastighet bedre enn de to andre metodene.

I tillegg kan de også måle andre egenskaper, som oppløste faste stoffer, elektrisk ledningsevne og temperaturen på løsningen.

Den eneste ulempen ved denne typen pH-målere er at de er delikat utstyr, og i tillegg til en innledende kalibrering som må gjøres av en instrumentalist eller kjennemerke av utstyret, vil de også måtte rengjøres regelmessig for å hindre at elektrodene samler materiale i dem.

Hvordan fungerer de?

Væskeindikatorer

Væskenivåene endrer farge ved hjelp av protonering eller deprotonering i deres struktur (avhengig av indikatorens grunnleggende eller sure natur), som er basert på reaksjonens likevekt, således: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O + + In-

Det vil si når indikatoren er lagt til løsningen, hvis likevekten i dette mediet begynner å motsette seg retningen ved å øke eller redusere hydroniumionet (igjen, avhengig av indikatorens natur), vil det endre farge til endelig Hold en ny farge uvarlig.

Indikatorpapir

Indikatorpapirene, spesielt litmuspapiret, må komme i kontakt med løsningen som skal analyseres diskret for å måle nøyaktig.

Det er, i en væskeoppløsning, det bør ikke bli helt innført i det, men skal drippes med det eller kort berøre en prøve av stoffet.

I tilfelle en gassformig løsning må gassen passere over overflaten av papiret slik at den kan ta kontakt og endre fargen.

pH meter

Som nevnt ovenfor virker pH-målere på grunn av den potensielle elektriske forskjellen mellom en pH-elektrode og en referanselektrode.

PH-måleren måler spenningen som eksisterer mellom to elektroder i en løsning og viser resultatet omgjort til en tilsvarende pH-verdi.

Utstyret i seg selv består av et par elektroder - hvorav en er metallisk og ufølsom for løsningens pH - og en enkel elektronisk forsterker. For kalibrering er utstyret kalibrert med løsninger med kjent pH.