UKAZOVATELE PH: TYPY UKAZOVATEĽOV A SPÔSOB ICH FUNGOVANIA - CHÉMIA - 2026

Indikátory pH sú rozhodujúce pri určovaní množstva pH nájdeného v špecifickom médiu. Keď sa hovorí o koncepte pH, to predstavuje koncentráciu iontov hydronium (H ₃ O ⁺ ), ktorý je prítomný vo vodnom roztoku.

Podobne sa meria v negatívnej logaritmickej stupnici medzi 0 a 14, kde sa roztoky s pH nižším ako 7 považujú za kyslé, roztoky s pH vyšším ako 7 sú zásadité a roztoky s pH rovným 7 sa považujú za neutrálne roztoky. Tento parameter sa pomocou Henderson-Hasselbalchovej rovnice vyjadrí nasledovne: pH = pKa + log ₁₀ (/).

Vo vyššie uvedenej expresii pKa predstavuje negatívny logaritmus disociačnej konštanty kyseliny a molárne koncentrácie a sú koncentrácie slabej kyseliny a jej konjugovanej bázy. Poznanie pH umožňuje študovať kvalitu vody a jedla a schopnosť udržiavať opakovateľnosť spracovaného chemického produktu.

druhy

Existujú tri hlavné typy indikátorov pH: kyslé zásadité ukazovatele, ktoré fungujú v určitom rozmedzí pH; na povrch sa pridávajú papiere a iné indikačné materiály, ktoré menia farbu ako kvapalná alebo plynná vzorka; a digitálne pH metre, ktoré merajú potenciálny elektrický rozdiel medzi dvoma elektródami.

Kvapalné ukazovatele

Kvapalné indikátory sú slabé organické kyseliny alebo zásady, ktoré majú rôzne farby v závislosti od ich kyslej alebo zásaditej formy. Pracujú v obmedzených rozsahoch, meniace sa farbu, keď sa to dosiahne, a prestanú meniť farbu, keď je dosiahnutá maximálna úroveň rozsahu.

Na prácu by sa mali používať iba v roztokoch, kde je možné pozorovať zmenu farby (najlepšie bezfarebnú).

Existuje veľké množstvo kvapalných indikátorov rôznych farieb a rozsahov pH, vrátane krezolovej červenej (červená až žltá v rozsahu 0,2 až 1,8), metylovej červene (červená až žltá v rozsahu 4 , 2 až 6,2), brómokrezolovej zelene (ružová až modrá / zelená od 4,2 do 5,2) a fenolftaleínu (bezfarebná až ružová v rozmedzí 8,0 až 10,0).

Tieto ukazovatele sú populárne pre tituly z analytickej chémie, aj keď musíte mať určitú úroveň výcviku, aby ste túto prax mohli presne vykonávať.

Indikačné papiere

Na meranie pH sa používa niekoľko druhov papiera, ale najznámejší sa nazýva lakmusový papier, ktorý sa vyrába z prášku pochádzajúceho z lišajníkov.

Litmus papier sa používa na zistenie, či je tekutý alebo plynný roztok kyslý alebo zásaditý (bez toho, aby vedel, aké bude jeho presné pH alebo jeho odhad), a je dodávaný v dvoch uskutočneniach: modrá a červená.

Modrý lakmusový papier za kyslých podmienok zmení farbu na červenú a červený lakmusový papier za modrých podmienok v zásaditých alebo zásaditých podmienkach a po recyklácii papiera sa môže recyklovať na spätné testovanie.

Známe obmedzenia papiera - napríklad jeho neschopnosť ponúknuť presnú alebo odhadnutú hodnotu pH a schopnosť zmeniť sa na iné farby pri reakcii s určitými zlúčeninami - spôsobili jeho nahradenie kvapalinovými indikátormi a / alebo pH metrom.

pH-metre

PH metre sa rodili z potreby laboratórnych analytikov na získanie presných hodnôt tohto parametra, čo nebolo možné pomocou papierových ukazovateľov alebo ukazovateľov kvapalín.

Vychádzajú z merania rozdielu elektrického potenciálu medzi pH elektródy a referenčnej elektródy.

Činnosť týchto pH metrov je podrobnejšie vysvetlená v ďalšej časti, ale vo všeobecnosti sa tieto ukazovatele považujú za najpresnejšiu par excellence, poskytujúc presné číslo (s presnosťou 0,01 pH jednotiek) parametra a počítanie s citlivosťou a rýchlosťou vyššou ako ostatné dve metódy.

Okrem toho môžu tiež merať ďalšie charakteristiky, ako sú rozpustené pevné látky, elektrická vodivosť a teplota roztoku.

Jedinou nevýhodou tohto typu pH metra je to, že ide o krehké zariadenie a okrem počiatočnej kalibrácie, ktorú musí vykonať prístrojový technik alebo znalec zariadenia, je potrebné ich pravidelne čistiť, aby sa zabránilo hromadeniu materiálu elektród na nich.

Ako fungujú?

Kvapalné ukazovatele

Kvapalina ukazovatele zmeny farby v dôsledku pôsobenia protonizáciu alebo deprotonací ich štruktúry (v závislosti na bázickú alebo kyslú povahu indikátora), ktorá je založená na rovnováhe reakcie, a to nasledovne: hin + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + ^{- -}

To znamená, že akonáhle sa indikátor pridá do roztoku, ak rovnováha tohto média začne mať tendenciu v opačnom smere v dôsledku zvýšenia alebo poklesu hydróniového iónu (opäť v závislosti od povahy indikátora), zmení farbu až do konečnej podoby. pobyt novej nemennej farby.

Indikačné papiere

Indikačné papiere, najmä lakmusové papiere, musia prísť do styku s diskrétne analyzovaným roztokom, aby bolo možné presne zmerať.

To znamená, že v tekutom roztoku by sa doň nemal vnášať úplne, ale mal by sa ním kvapkať alebo sa krátko dotknúť vzorky látky.

V prípade plynného roztoku musí plyn prechádzať cez povrch papiera, aby sa umožnil jeho kontakt a zmena farby.

pH-metre

Ako už bolo uvedené, pH metre pracujú na základe rozdielu elektrického potenciálu medzi pH a referenčnou elektródou.

PH meter meria napätie, ktoré existuje medzi dvoma elektródami v roztoku, a zobrazuje výsledok prevedený na zodpovedajúcu hodnotu pH.

Samotné zariadenie pozostáva z dvojice elektród - jedna z nich je kovová a necitlivá na pH roztoku - a jednoduchý elektronický zosilňovač. Na kalibráciu sa zariadenie kalibruje roztokmi známeho pH.

Referencie

1. Carolina. (SF). Meranie pH: Indikátory, papier a metre. Zdroj: carolina.com
2. Company, S. (sf). Rozsahy indikátora pH (stúpajúce pH). Obnovené zo stránky sciencecompany.com
3. LibreTexts. (SF). Ukazovatele pH. Zdroj: chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (SF). Definícia indikátora pH a príklady. Získané z webu thinkco.com
5. Wikipedia. (SF). PH meter. Zdroj: en.wikipedia.org