INDIKÁTORY PH: TYPY INDIKÁTORŮ A JEJICH FUNGOVÁNÍ - CHEMIE - 2025

Indikátory pH jsou kritické při určování množství pH zjištěného ve specifickém médiu. Když se mluví o konceptu pH, to představuje koncentraci iontů hydronium (H ₃ O ⁺), který je přítomen ve vodném roztoku.

Podobně se měří v negativním logaritmickém měřítku mezi 0 a 14, kde se roztoky s pH nižším než 7 považují za kyselé, roztoky s pH vyšším než 7 jsou zásadité a roztoky s pH rovným 7 se považují za neutrální roztoky. Tento parametr je vyjádřen Henderson-Hasselbalchovou rovnicí takto: pH = pKa + log ₁₀ (/).

Ve výše uvedené expresi pKa představuje negativní logaritmus kyselé disociační konstanty a molární koncentrace a jsou koncentrace slabé kyseliny a její konjugované báze. Znalost pH umožňuje studovat kvalitu vody a jídla a být schopen udržet opakovatelnost zpracovaného chemického produktu.

Typy

Existují tři hlavní typy indikátorů pH: acidobazické kapalinové indikátory, které fungují v určitém rozmezí pH; na povrch se přidávají papíry a jiné indikační materiály, které mění barvu jako kapalný nebo plynný vzorek; a digitální pH metry, které měří potenciální elektrický rozdíl mezi dvěma elektrodami.

Tekuté ukazatele

Kapalné indikátory jsou slabé organické kyseliny nebo báze, které mají různé barvy v závislosti na jejich kyselé nebo zásadité formě. Pracují v omezených rozsazích, liší se barvou, jakmile je toho dosaženo, a přestávají se měnit, jakmile je dosaženo maximální úrovně rozsahu.

Pro práci by se měly používat pouze v roztocích, kde lze pozorovat změnu barvy (nejlépe bezbarvé).

Existuje velké množství kapalných indikátorů různých barev a hodnot pH, včetně krezolové červené (červená až žlutá v rozmezí 0,2 až 1,8), methylové červené (červená až žlutá v rozmezí 4, 2 až 6,2), bromkrezolové zeleně (růžová až modrá / zelená od 4,2 do 5,2) a fenolftalein (bezbarvá až růžová v rozmezí 8,0 až 10,0).

Tyto indikátory jsou populární pro tituly z analytické chemie, i když musíte mít určitou úroveň výcviku, abyste mohli tuto praxi provádět přesně.

Indikační papíry

K měření pH se používá několik druhů papíru, ale nejznámější se nazývá lakmusový papír, který se vyrábí z prášku pocházejícího z lišejníků.

Litmus papír se používá ke zjištění, zda je kapalný nebo plynný roztok kyselý nebo zásaditý (aniž by věděl, jaké bude jeho přesné pH nebo jeho odhad), a přichází ve dvou prezentacích: modrá a červená.

Modrý lakmusový papír za kyselých podmínek zbarví červeně a červený lakmusový papír za modrých podmínek v zásaditých nebo zásaditých podmínkách a může být recyklován pro zpětné testování, jakmile papír již změnil barvu.

Známá omezení papíru - například jeho neschopnost nabídnout přesnou nebo odhadnutou hodnotu pH a schopnost měnit se na jiné barvy při reakci s určitými sloučeninami - způsobila, že byl nahrazen kapalinovými indikátory a / nebo pH metry.

pH metry

PH-metry se zrodily z potřeby laboratorních analytiků k získání přesných hodnot tohoto parametru, což nebylo možné u papírových indikátorů nebo kapalinových indikátorů.

Jsou založeny na měření rozdílu elektrického potenciálu mezi pH elektrody a referenční elektrody.

Činnost těchto pH metrů je podrobněji vysvětlena v další části, ale obecně jsou tyto ukazatele považovány za nejpřesnější par excellence, poskytující přesné číslo (s přesností na 0,01 pH jednotek) parametru a počítání s citlivostí a rychlostí vyšší než ostatní dvě metody.

Kromě toho mohou také měřit další charakteristiky, jako jsou rozpuštěné pevné látky, elektrická vodivost a teplota roztoku.

Jedinou nevýhodou tohoto typu pH metru je to, že se jedná o křehká zařízení a kromě počáteční kalibrace, kterou musí provést instrumentalista nebo znalec zařízení, je také nutné je pravidelně čistit, aby se zabránilo hromadění elektrod na nich.

Jak fungují?

Tekuté ukazatele

Kapalné indikátory mění barvu v důsledku působení protonace nebo deprotonace ve své struktuře (v závislosti na zásadité nebo kyselé povaze indikátoru), která je založena na rovnováze reakce takto: HIn + H ₂ O O H ₃ O ⁺ + In ^-

To znamená, že jakmile je indikátor přidán do roztoku, pokud rovnováha tohoto média začne mít tendenci v opačném směru kvůli nárůstu nebo poklesu hydroniového iontu (opět v závislosti na povaze indikátoru), změní barvu až do konečného výsledku pobyt nové neměnné barvy.

Indikační papíry

Indikační papíry, zejména lakmusové papíry, musí přijít do styku s diskrétně analyzovaným roztokem, aby bylo možné přesně měřit.

To znamená, že v kapalném roztoku by do něj neměl být zcela zaveden, ale měl by s ním kapat nebo se krátce dotknout vzorku látky.

V případě plynného roztoku musí plyn projít přes povrch papíru, aby mohl kontaktovat a změnit barvu.

pH metry

Jak bylo uvedeno výše, pH metry pracují podle rozdílu elektrického potenciálu mezi pH a referenční elektrodou.

PH metr měří napětí, které existuje mezi dvěma elektrodami v roztoku, a zobrazuje výsledek převedený na odpovídající hodnotu pH.

Samotné zařízení se skládá z dvojice elektrod - z nichž jedna je kovová a necitlivá na pH roztoku - a jednoduchého elektronického zesilovače. Pro jeho kalibraci je zařízení kalibrováno roztoky známého pH.

Reference

1. Carolina. (sf). Měření pH: Indikátory, papír a metry. Citováno z carolina.com
2. Company, S. (sf). Indikační rozmezí pH (vzestupné pH). Obnoveno z webu sciencecompany.com
3. LibreTexts. (sf). Indikátory pH. Citováno z Chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (sf). Definice a příklady indikátoru pH. Obnoveno z webu thinkco.com
5. Wikipedia. (sf). PH metr. Citováno z en.wikipedia.org