Индикаторы pH Типы индикаторов и как они работают



показатели pH Они имеют основополагающее значение для определения количества pH, которое находится в конкретной среде. Когда мы говорим о понятии pH, оно представляет собой концентрацию ионов гидроксония (H3О+) который присутствует в водном растворе.

Аналогично, его измеряют по отрицательной логарифмической шкале от 0 до 14, где растворы с рН ниже 7 считаются кислотными, растворы с рН более 7 являются основными, а растворы с рН, равным 7, считаются нейтральными растворами. Этот параметр выражается следующим образом с помощью уравнения Хендерсона-Хассельбальха: pH = pKa + log10 ([А-] / [HA]).

В предыдущем выражении pKa представляет отрицательный логарифм константы диссоциации кислоты и молярных концентраций [A-] и [HA] являются таковыми для слабой кислоты и ее сопряженного основания, соответственно. Знание pH позволяет изучать качество воды и пищи и поддерживать воспроизводимость разработанного химического продукта..

индекс

  • 1 Типы
    • 1.1 Жидкостные показатели
    • 1.2 Индикаторные документы
    • 1,3 рН-метра
  • 2 Как они работают?
    • 2.1 Жидкостные показатели
    • 2.2 Индикаторные документы
    • 2.3 рН-метры
  • 3 Ссылки

тип

Существует три основных типа индикаторов pH: жидкие кислотно-основные индикаторы, которые работают в соответствии с определенным диапазоном pH; бумага и другие индикаторные материалы, которые меняют цвет в виде жидкого или газообразного образца, добавляются к их поверхности; и цифровые рН-метры, которые измеряют разность потенциалов между двумя электродами.

Жидкостные индикаторы

Жидкие индикаторы представляют собой слабые кислоты или органические основания, которые имеют различные цвета в зависимости от их кислотной или основной формы. Они работают в ограниченных диапазонах, меняя цвет после достижения этого и перестая менять цвет при достижении максимального уровня диапазона.

Для работы их следует использовать только в растворах, где можно наблюдать изменение цвета (желательно бесцветное).

Существует большое количество жидкостных индикаторов разных цветов и диапазонов pH, включая крезоловый красный (от красного до желтого в диапазоне от 0,2 до 1,8), метиловый красный (от красного до желтого в диапазоне 4). От 2 до 6,2), бромкрезоловый зеленый (от розового до синего / зеленый от 4,2 до 5,2) и фенолфталеин (от бесцветного до розового в диапазоне от 8,0 до 10,0).

Эти показатели популярны для степеней в аналитической химии, хотя вы должны иметь определенный уровень подготовки, чтобы выполнить эту практику точно..

Индикаторные документы

Существует несколько типов бумаги, используемой для измерения pH, но самым известным является лакмусовая бумага, которая изготавливается из порошка, который получают из лишайников..

Лакмусовая бумага используется для того, чтобы узнать, является ли жидкий или газообразный раствор кислым или щелочным (не зная, каким будет его точный pH или его оценка), и представлена ​​в двух презентациях: синий и красный..

Синяя лакмусовая бумага меняется на красный в кислых условиях, а красная лакмусовая бумага меняется на синий в щелочных и щелочных условиях и может быть переработана для проведения теста в обратном порядке, когда бумага уже изменила цвет.

Известные ограничения бумаги - такие как ее неспособность предложить точное или предполагаемое значение pH и способность менять цвет на другие, когда он вступает в реакцию с определенными соединениями, - вызвали его замену жидкостными индикаторами и / или pH-метрами..

рН-метры

PH-метры возникают из-за необходимости лабораторных аналитиков получать точные значения этого параметра, что было невозможно при использовании бумажных индикаторов или жидкостных индикаторов..

Они основаны на измерении разности электрических потенциалов между pH электрода и электродом сравнения..

Работа этих измерителей pH более подробно объясняется в следующем разделе, но в целом эти показатели считаются наиболее точными, обеспечивая точное количество (с точностью до 0,01 единиц pH) параметра и подсчет с чувствительностью и скоростью, превосходящей два других метода.

Кроме того, они также могут измерять другие характеристики, такие как растворенные твердые вещества, электропроводность и температура раствора..

Единственный недостаток этого типа рН-метров заключается в том, что они представляют собой деликатное оборудование, и в дополнение к первоначальной калибровке, которую должен выполнять инструменталист или ценитель оборудования, их также необходимо регулярно чистить, чтобы электроды не накапливали материал в них..

Как они работают?

Жидкостные индикаторы

Жидкие индикаторы меняют цвет под действием протонирования или депротонирования в своей структуре (в зависимости от основного или кислотного характера индикатора), что основано на равновесии реакции, таким образом: HIn + H2O ↔ H3О+ + в-

То есть, как только индикатор добавляется в раствор, если равновесие этой среды начинает стремиться в противоположном направлении, увеличивая или уменьшая ион гидрония (опять же, в зависимости от природы индикатора), он будет менять цвет до тех пор, пока остаться новым цветом неизменным.

Индикаторные документы

Индикаторные бумаги, в частности лакмусовая бумага, должны соприкасаться с анализируемым раствором, чтобы иметь возможность точно измерять.

То есть в жидком растворе он не должен полностью вводиться в него, а должен капать с ним или кратко касаться образца вещества.

В случае газообразного раствора газ должен проходить по поверхности бумаги, чтобы позволить ей вступить в контакт и изменить свой цвет.

рН-метры

Как указано выше, pH-метры работают из-за разности потенциалов между pH-электродом и электродом сравнения..

PH-метр измеряет напряжение, которое существует между двумя электродами в растворе, и показывает результат, преобразованный в соответствующее значение pH..

Само оборудование состоит из пары электродов - один из которых является металлическим и нечувствительным к pH раствора - и простого электронного усилителя. Для калибровки оборудование калибруется с помощью известных растворов pH.

ссылки

  1. Каролина. (Н.Д.). Измерение pH: показатели, бумага и метры. Получено с carolina.com
  2. Company, S. (s.f.). Диапазоны индикатора pH (возрастающий уровень pH). Получено с sciencecompany.com
  3. LibreTexts. (Н.Д.). Показатели pH. Получено с сайта chem.libretexts.org
  4. ThoughtCo. (Н.Д.). Определение и примеры показателей pH. Получено с мысли
  5. Wikipedia. (Н.Д.). РН-метр. Получено с en.wikipedia.org