pH indikatoriaus apibrėžimas ir pavyzdžiai

Cultura Exclusive / GIPhotoStock / Getty Images

pH indikatorius arba rūgščių-šarmų indikatorius yra a junginys kuri keičia spalvą sprendimas siaurame diapazone pH vertybes. Norint pasiekti matomą spalvos pasikeitimą, reikia tik nedidelio kiekio indikatorinio junginio.

Kai naudojamas kaip praskiestas tirpalas, pH indikatorius neturi didelės įtakos cheminio tirpalo rūgštingumui ar šarmingumui.

Indikatoriaus funkcijos principas yra tas, kad jis reaguoja su vandeniu, sudarydamas vandenilio katijoną H⁺arba hidronio jonas H₃O⁺. Reakcija keičia indikatoriaus molekulės spalvą.

Kai kurie indikatoriai keičiasi iš vienos spalvos į kitą, o kiti keičiasi iš spalvotos ir bespalvės būsenos. pH rodikliai paprastai yra silpnos rūgštys arbasilpnos bazės. Daugelis šių molekulių atsiranda natūraliai.

Pavyzdžiui, gėlėse, vaisiuose ir daržovėse esantys antocianinai yra pH rodikliai. Augalai, kuriuose yra šių molekulių, yra raudonųjų kopūstų lapai, rožių žiedlapių žiedai, mėlynės, rabarbarų stiebai, hortenzijos žiedai ir aguonų žiedai. Lakmusas yra natūralus pH indikatorius, gaunamas iš kerpių mišinio.

Silpnos rūgšties, kurios formulė HIn, pusiausvyros cheminė lygtis būtų tokia:

HIn (vandens) + H_duO (l) ⇆ H₃O⁺(aq) + In^-(aq)

Esant žemam pH, koncentracija hidronis jonų aukštis, o pusiausvyros padėtis yra kairėje. Tirpalas turi indikatoriaus HIn spalvą. Esant aukštam pH, hidronio koncentracija yra maža, pusiausvyra yra dešinėje, o tirpalas turi konjugato bazės spalvą In^-.

Be pH rodiklių, chemijoje naudojami ir kiti dviejų tipų indikatoriai. Redokso indikatoriai naudojami titruojant, kai vyksta oksidacijos ir redukcijos reakcijos. Metalo katijonams nustatyti naudojami kompleksometriniai rodikliai.

pH rodiklių pavyzdžiai

• Metilo raudonasis yra pH indikatorius, naudojamas pH vertėms nuo 4,4 iki 6,2 nustatyti. Esant žemam pH (4,4 ir žemesniam), indikatorinis tirpalas yra raudonas. Esant aukštam pH (6,2 ir daugiau), spalva yra geltona. Tarp pH 4,4 ir 6,2 indikatoriaus tirpalas yra oranžinis.
• Bromkrezolio žalia yra pH indikatorius, naudojamas pH vertėms nuo 3,8 iki 5,4 nustatyti. Žemiau pH 3,8 indikatoriaus tirpalas yra geltonas. Jei pH yra didesnis nei 5,4, tirpalas yra mėlynas. Kai pH vertė yra nuo 3,8 iki 5,4, indikatoriaus tirpalas yra žalias.

Universalus indikatorius

Kadangi indikatoriai keičia spalvas skirtinguose pH diapazonuose, jie kartais gali būti derinami, kad būtų galima pakeisti spalvą platesniame pH diapazone.

Pavyzdžiui, ' universalus indikatorius Sudėtyje yra timolio mėlynojo, metilraudonojo, bromtimolio mėlynojo, timolio mėlynojo ir fenolftaleino. Jis apima pH diapazoną nuo mažesnio nei 3 (raudona) iki didesnio nei 11 (violetinė). Tarpinės spalvos yra oranžinė/geltona (pH nuo 3 iki 6), žalia (pH 7 arba neutrali) ir mėlyna (pH nuo 8 iki 11).

GUSTOIMAGES / MOKSLO NUOTRAUKŲ biblioteka / Getty Images

PH indikatorių naudojimas

Apytiksliai cheminio tirpalo pH vertei nustatyti naudojami pH indikatoriai. Tiksliems matavimams naudojamas pH metras.

Arba galima naudoti absorbcijos spektroskopiją su pH indikatoriumi pH apskaičiuoti naudojant Alaus įstatymas . Spektroskopiniai pH matavimai naudojant vieną rūgšties ir bazės indikatorių yra tikslūs iki vienos pKa vertės. Sujungus du ar daugiau indikatorių, matavimo tikslumas padidėja.

Indikatoriai naudojami titruojant, kad parodytų rūgšties ir bazės reakcijos pabaigą.