PH ИНДИКАТОРИ: ВИДОВЕ ИНДИКАТОРИ И КАК РАБОТЯТ - ХИМИЯ - 2025

Индикаторите за рН са от решаващо значение при определяне на количеството pH, което се намира в определена среда. Когато говорим за понятието pH, то представлява концентрацията на хидрониеви йони (H ₃ O ⁺), която присъства във воден разтвор.

По същия начин тя се измерва с отрицателна логаритмична скала между 0 и 14, където разтворите с рН по-ниско от 7 се считат за кисели, тези с рН по-високо от 7 са основни, а тези с рН равно 7 се считат за неутрални разтвори. Този параметър се изразява по следния начин с уравнението на Хендерсън-Хаселбалх: pH = pKa + log ₁₀ (/).

В горния израз, pKa представлява отрицателния логаритъм на константата на дисоциация на киселината и моларните концентрации и са тези съответно на слабата киселина и нейната конюгирана основа. Познаването на рН позволява да се изследва качеството на водата и храната и да може да се поддържа повторяемостта на разработен химически продукт.

Видове

Има три основни типа показатели за рН: индикатори за киселинно-основна течност, които работят в определен диапазон на рН; върху повърхността му се добавят хартии и други индикаторни материали, които променят цвета си като течна или газообразна проба; и цифрови pH метри, които измерват потенциалната електрическа разлика между два електрода.

Течни индикатори

Течните индикатори са слаби органични киселини или основи, които имат различни цветове в зависимост от тяхната кисела или основна форма. Те работят в ограничени диапазони, променящи цвета, след като това е достигнато, и спиране на различен цвят, когато е достигнато максималното ниво на диапазона.

За да работят, те трябва да се използват само в разтвори, където може да се наблюдава промяна на цвета (за предпочитане безцветен).

Има голям брой течни индикатори с различни цветове и диапазони на pH, включително крезол червено (червено до жълто в диапазон от 0,2 до 1,8), метил червено (червено до жълто в диапазон от 4, 2 до 6.2), бромокрезол зелен (розово до синьо / зелено от 4.2 до 5.2) и фенолфталеин (безцветен до розов в диапазон от 8.0 до 10.0).

Тези показатели са популярни за степените по аналитична химия, въпреки че трябва да имате определено ниво на обучение, за да изпълнявате точно тази практика.

Документи с показатели

Има няколко вида хартии, използвани за измерване на pH, но най-известната се нарича лакмусова хартия, която се прави от прах, който идва от лишеи.

Лакмусовата хартия се използва, за да се знае дали течен или газообразен разтвор е кисел или основен (без да знаем какъв ще бъде точният му рН или преценка за него) и се предлага в две презентации: синьо и червено.

Синята лакмусова хартия става червена при кисели условия, а червената лакмусова хартия става синя при основни или алкални условия и може да бъде рециклирана за обратно тестване, след като хартията вече е променила цвета си.

Известните ограничения на хартията - като неспособността й да предложи точна или прогнозна стойност на рН и способността да се променя на други цветове при взаимодействие с определени съединения - доведоха до нейното заместване с индикатори за течност и / или рН метри.

рН-метър

PH-метрите се родиха от нуждата на лабораторни анализатори да получат точни стойности на този параметър, нещо, което не беше възможно с хартиени или течни индикатори.

Те се основават на измерването на разликата в електрическия потенциал между pH на електрода и референтния електрод.

Работата на тези pH-метри е обяснена с по-голяма дълбочина в следващия раздел, но като цяло тези показатели се считат за най-точните номинални постижения, осигурявайки точно число (до точността на 0,01 pH единици) на параметъра и отчитане с чувствителност и скорост превъзхождащи другите два метода.

В допълнение, те могат да измерват и други характеристики, като разтворени твърди частици, електрическа проводимост и температура на разтвора.

Единственият недостатък на този тип pH-метър е, че те са деликатно оборудване и освен първоначално калибриране, което трябва да се извърши от инструменталист или ценител на оборудването, те също ще трябва да се почистват редовно, за да се предотврати натрупването на електродите върху тях.

Как работят?

Течни индикатори

Течните индикатори променят цвета си поради действието на протониране или депротониране в структурата им (в зависимост от основния или киселинен характер на индикатора), което се основава на равновесието на реакцията, както следва: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + В ^-

Тоест, след като индикаторът е добавен към разтвора, ако равновесието на тази среда започне да се движи в обратна посока поради увеличаване или намаляване на хидрониевия йон (отново, в зависимост от естеството на индикатора), той ще промени цвета си, докато накрая оставане на нов неизменен цвят.

Документи с показатели

Хартиените показатели, по-специално лакмусовата хартия, трябва да влизат в контакт с разтвора, който да бъде анализиран дискретно, за да се измери точно.

Тоест в течен разтвор той не трябва да се въвежда напълно в него, а трябва да се капва с него или да се докосне за кратко проба от веществото.

В случай на газообразен разтвор, газът трябва да премине по повърхността на хартията, за да може той да осъществи контакт и да промени цвета си.

рН-метър

Както беше посочено по-горе, pH-метрите работят чрез разликата в електрическия потенциал между рН и референтен електрод.

PH метър измерва напрежението, което съществува между два електрода в разтвор и показва резултата, преобразуван в съответна стойност на pH.

Самото оборудване се състои от чифт електроди - единият от които е метален и нечувствителен към pH на разтвора - и обикновен електронен усилвател. За нейното калибриране оборудването се калибрира с разтвори с известно pH.

Препратки

1. Каролина. (SF). Измерване на pH: Индикатори, хартия и измервателни уреди. Извлечено от carolina.com
2. Компания, S. (sf). Диапазони на индикатора за рН (Възходящо pH). Възстановени от sciencecompany.com
3. LibreTexts. (SF). pH показатели Извлечено от chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (SF). Определение и примери за показател за рН. Възстановени от thinkco.com
5. Wikipedia. (SF). PH метър. Извлечено от en.wikipedia.org