PH-INDIKATORER: TYPER AV INDIKATORER OCH HUR DE FUNGERAR - KEMI - 2024

De pH-indikatorer är kritiska vid bestämning av mängden av pH-värdet som finns i ett specifikt medium. När man talar om begreppet pH, representerar det koncentrationen av hydroniumjoner (H ₃ O ⁺ ) som är närvarande i en vattenhaltig lösning.

På samma sätt mäts det på en negativ logaritmisk skala mellan 0 och 14, där lösningar med ett pH som är lägre än 7 betraktas som sura, de med ett pH som är högre än 7 är basiska och de med ett pH lika med 7 anses vara neutrala lösningar. Denna parameter uttrycks enligt följande med Henderson-Hasselbalch-ekvationen: pH = pKa + log ₁₀ (/).

I ovanstående uttryck representerar pKa den negativa logaritmen hos syra-dissociationskonstanten, och de molära koncentrationerna och är de för den svaga syran respektive dess konjugatbas. Att känna till pH gör det möjligt att studera kvaliteten på vatten och livsmedel och kunna upprätthålla repeterbarheten för en utarbetad kemisk produkt.

typer

Det finns tre huvudtyper av pH-indikatorer: sura basvätskeindikatorer, som arbetar inom ett visst pH-område; papper och andra indikatormaterial som ändrar färg som flytande eller gasformigt prov läggs till dess yta; och digitala pH-mätare, som mäter den potentiella elektriska skillnaden mellan två elektroder.

Vätskeindikatorer

Flytande indikatorer är svaga organiska syror eller baser som har olika färger beroende på deras sura eller basform. Dessa arbetar inom begränsade intervall, varierande färg när detta har nåtts, och stoppar varierande färg när den maximala nivån på intervallet uppnås.

För att arbeta ska de endast användas i lösningar där en färgändring kan observeras (helst färglös).

Det finns ett stort antal vätskeindikatorer i olika färger och pH-områden, inklusive cresolröd (röd till gul i intervallet 0,2 till 1,8), metylröd (röd till gul i ett intervall av 4 , 2 till 6,2), bromokresolgrön (rosa till blå / grön från 4,2 till 5,2), och fenolftalin (färglöst till rosa inom ett intervall från 8,0 till 10,0).

Dessa indikatorer är populära för grader inom analytisk kemi, även om du måste ha en viss utbildningsnivå för att utföra denna praxis korrekt.

Indikatorpapper

Det finns flera typer av papper som används för att mäta pH, men det mest kända kallas litmuspapper, som är tillverkat av ett pulver som kommer från lavar.

Litmuspapper används för att veta om en vätska eller en gasformig lösning är sur eller basisk (utan att veta vad det exakta pH-värdet blir eller en uppskattning av det), och det finns i två presentationer: blått och rött.

Blått lakmuspapper blir rött under sura förhållanden och rött lakmuspapper blir blått under grundläggande eller alkaliska förhållanden, och kan återvinnas för omvändtest när papperet redan har ändrat färg.

Pappers kända begränsningar - såsom dess oförmåga att erbjuda ett exakt eller uppskattat pH-värde och förmågan att byta till andra färger när man reagerar med vissa föreningar - har orsakat att det har ersatts med vätskeindikatorer och / eller pH-mätare.

pH-mätare

PH-mätarna föddes från behovet av laboratorieanalytiker för att erhålla exakta värden för denna parameter, något som inte var möjligt med pappersindikatorer eller vätskeindikatorer.

De är baserade på mätningen av den elektriska potentialskillnaden mellan elektrodens pH och referenselektroden.

Funktionen av dessa pH-mätare förklaras mer djup i nästa avsnitt, men i allmänhet anses dessa indikatorer vara den mest exakta par excellence, vilket ger ett exakt antal (till noggrannheten 0,01 pH-enheter) för parametern och räknar med en känslighet och hastighet överlägsen de andra två metoderna.

Dessutom kan de också mäta andra egenskaper, såsom lösta fasta ämnen, elektrisk konduktivitet och lösningstemperatur.

Den enda nackdelen med denna typ av pH-mätare är att de är känslig utrustning och förutom en initial kalibrering som måste utföras av en instrumentalist eller en kännare av utrustningen, kommer de också att behöva rengöras regelbundet för att förhindra att elektroderna samlas material på dem.

Hur fungerar de?

Vätskeindikatorer

Vätskeindikatorer ändrar färg på grund av inverkan av protonering eller avprotonering i deras struktur (beroende på indikatorns basiska eller sura karaktär), som är baserad på reaktionens jämvikt, enligt följande: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + I ^-

Det vill säga, när indikatorn har lagts till lösningen, om jämvikten för detta medium börjar tendera i motsatt riktning på grund av en ökning eller minskning av hydroniumjonen (igen, beroende på indikatorns natur), kommer det att ändra färg tills äntligen vistelse i en ny oändbar färg.

Indikatorpapper

Indikatorpapper, speciellt lakmuspapper, måste komma i kontakt med lösningen som ska analyseras diskret för att mäta noggrant.

Det vill säga, i en flytande lösning ska den inte införas helt i den, utan bör droppas med den eller kort röra ett prov av ämnet.

Vid en gaslösning måste gasen passera över pappersytan så att den får kontakt och ändrar färg.

pH-mätare

Som tidigare nämnts fungerar pH-mätare med den elektriska potentialskillnaden mellan ett pH och en referenselektrod.

PH-mätaren mäter spänningen som finns mellan två elektroder i en lösning och visar resultatet omvandlat till ett motsvarande pH-värde.

Själva utrustningen består av ett par elektroder - varav en är metallisk och okänslig för lösningens pH - och en enkel elektronisk förstärkare. För kalibrering kalibreras utrustningen med lösningar med känt pH.

referenser

1. Carolina. (Sf). Mätning av pH: Indikatorer, papper och mätare. Hämtad från carolina.com
2. Company, S. (sf). pH-indikatorintervall (stigande pH). Återställs från sciencecompany.com
3. LibreTexts. (Sf). pH-indikatorer. Hämtad från chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (Sf). pH-indikator Definition och exempel. Återställdes från thoughtco.com
5. Wikipedia. (Sf). PH-mätare. Hämtad från en.wikipedia.org