PH-INDIKATORER: TYPER INDIKATORER, OG HVORDAN DE FUNGERER - KEMI - 2025

De pH-indikatorer er afgørende for, hvor mængden af pH fundet i et specifikt medium. Når vi taler om begrebet pH, det repræsenterer koncentrationen af hydroniumioner (H ₃ O ⁺), der er til stede i en vandig opløsning.

Ligeledes måles det på en negativ logaritmisk skala mellem 0 og 14, hvor opløsninger med en pH-værdi lavere end 7 betragtes som sure, dem med en pH-værdi over 7 er basiske, og dem med en pH-værdi lig med 7 betragtes som neutrale opløsninger. Denne parameter udtrykkes som følger med Henderson-Hasselbalch-ligningen: pH = pKa + log ₁₀ (/).

I ovennævnte ekspression repræsenterer pKa den negative logaritme af syredissociationskonstanten, og de molære koncentrationer og er dem for henholdsvis den svage syre og dens konjugatbase. Kendskab til pH giver mulighed for at studere kvaliteten af ​​vand og mad og være i stand til at bevare gentageligheden af ​​et udarbejdet kemisk produkt.

typer

Der er tre hovedtyper af pH-indikatorer: syre-base-væskeindikatorer, der fungerer inden for et bestemt pH-område; papirer og andre indikatormaterialer, der ændrer farve som flydende eller gasformig prøve, tilsættes til dens overflade; og digitale pH-målere, som måler den potentielle elektriske forskel mellem to elektroder.

Flydende indikatorer

Flydende indikatorer er svage organiske syrer eller baser, der har forskellige farver afhængigt af deres sure eller basiske form. Disse fungerer inden for begrænsede intervaller, varierende farve, når dette er nået, og stopper varierende farve, når det maksimale niveau for området er nået.

For at arbejde skal de kun bruges i opløsninger, hvor der kan observeres en farveændring (helst farveløs).

Der er et stort antal væskeindikatorer i forskellige farver og pH-intervaller, herunder cresolrød (rød til gul i området 0,2 til 1,8), methylrød (rød til gul i et område på 4, 2 til 6,2), bromocresolgrøn (lyserød til blå / grøn fra 4,2 til 5,2) og phenolphthalein (farveløs til lyserød i et område fra 8,0 til 10,0).

Disse indikatorer er populære til grader inden for analytisk kemi, selvom du skal have et vist træningsniveau for at udføre denne praksis nøjagtigt.

Indikatorpapirer

Der er flere typer papirer, der bruges til at måle pH, men den bedst kendte kaldes lakmuspapir, der er lavet af et pulver, der kommer fra lav.

Litmus-papir bruges til at vide, om en flydende eller gasformig opløsning er sur eller basisk (uden at vide, hvad dens nøjagtige pH-værdi er eller et skøn over det), og det findes i to præsentationer: blå og rød.

Blåt lakmapapir bliver rødt under sure forhold, og rødt lakmapapir bliver blåt under basale eller alkaliske forhold, og kan genanvendes til omvendt test, når papiret allerede har ændret farve.

De kendte begrænsninger på papiret - såsom dets manglende evne til at tilbyde en nøjagtig eller estimeret pH-værdi og evnen til at skifte til andre farver, når de reagerer med visse forbindelser - har forårsaget, at det erstattes af væskeindikatorer og / eller pH-målere.

pH-meter

PH-målerne blev født af behovet fra laboratorieanalytikere for at opnå nøjagtige værdier af denne parameter, noget som ikke var muligt med papirindikatorer eller væskeindikatorer.

De er baseret på måling af det elektriske potentialeforskel mellem elektrodenes pH og referenceelektroden.

Funktionen af ​​disse pH-målere er forklaret mere dybtgående i det næste afsnit, men generelt betragtes disse indikatorer som den mest nøjagtige par excellence, hvilket giver et præcist antal (til nøjagtigheden af ​​0,01 pH-enheder) af parameteren og tæller med en følsomhed og hastighed, der er overlegen i forhold til de to andre metoder.

Derudover kan de også måle andre egenskaber, såsom opløste faste stoffer, elektrisk ledningsevne og opløsningstemperatur.

Den eneste ulempe ved denne type pH-meter er, at de er delikat udstyr, og ud over en indledende kalibrering, der skal udføres af en instrumentalist eller kenderen af ​​udstyret, skal de også rengøres regelmæssigt for at forhindre elektroderne i at opsamle materiale på dem.

Hvordan fungerer de?

Flydende indikatorer

Flydende indikatorer ændrer farve på grund af virkningen af ​​protonering eller afprotonering i deres struktur (afhængigt af indikatorens basiske eller sure karakter), som er baseret på reaktionens ligevægt, som følger: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + I ^-

Det vil sige, at når indikatoren er føjet til opløsningen, hvis ligevægten af ​​dette medium begynder at tendere i den modsatte retning på grund af en stigning eller formindskelse i hydroniumionen (igen, afhængigt af indikatorens art), ændrer det farve indtil endelig ophold i en ny ufravigelig farve.

Indikatorpapirer

Indikatorpapirer, specielt lakmuspapir, skal komme i kontakt med løsningen, der skal analyseres diskret for at kunne måle nøjagtigt.

Det vil sige, at det i en flydende opløsning ikke skal indføres helt i det, men det skal dryppes med det eller kort røre ved en prøve af stoffet.

I tilfælde af en gasformig opløsning skal gassen passere over papirets overflade for at give det mulighed for at komme i kontakt og ændre farve.

pH-meter

Som tidligere nævnt fungerer pH-målere efter den elektriske potentialeforskel mellem en pH og en referenceelektrode.

PH-måleren måler den spænding, der findes mellem to elektroder i en opløsning, og viser resultatet konverteret til en tilsvarende pH-værdi.

Selve udstyret består af et par elektroder - hvoraf den ene er metallisk og ufølsom overfor opløsningens pH - og en enkel elektronisk forstærker. Til kalibrering kalibreres udstyret med opløsninger med kendt pH.

Referencer

1. Carolina. (Sf). Måling af pH: Indikatorer, papir og målere. Hentet fra carolina.com
2. Company, S. (sf). pH-indikatorintervaller (stigende pH). Gendannes fra sciencecompany.com
3. LibreTexts. (Sf). pH-indikatorer. Hentet fra chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (Sf). pH-indikator Definition og eksempler. Gendannes fra thoughtco.com
5. Wikipedia. (Sf). PH meter. Hentet fra en.wikipedia.org