אינדיקטורים pH הם קריטיים בקביעת סכום pH למצוא מדיום מסוים. כשמדברים על מושג ה- pH הוא מייצג את ריכוז יוני ההידרוניום (H 3 O + ) שנמצא בתמיסה מימית.
כמו כן, הוא נמדד בסולם לוגריתמי שלילי בין 0 ל -14, כאשר תמיסות בעלות pH נמוך מ -7 נחשבות לחומציות, אלה עם pH בעל ערך גבוה מ -7 הן בסיסיות ואלה עם pH שווה ל -7 נחשבות כפתרונות ניטרליים. פרמטר זה בא לידי ביטוי כדלקמן במשוואת הנדרסון-האסלבלך: pH = pKa + log 10 (/).
בביטוי שלעיל, ה- pKa מייצג את הלוגריתם השלילי של קבוע ניתוק החומצה, ואת הריכוזים הטוחניים והם אלה של החומצה החלשה ובסיס מצומד שלה, בהתאמה. הכרת ה- pH מאפשרת ללמוד את איכות המים והמזון, ואת היכולת לשמור על הדירות של מוצר כימי מורכב.
סוגים
ישנם שלושה סוגים עיקריים של מדדי pH: אינדיקטורים בנוזל חומצה-בסיס, הפועלים בטווח pH מסוים; על פני השטח מוסיפים ניירות וחומרי אינדיקטור אחרים המשנים את צבעם כמדגם נוזלי או גזי; ומדי pH דיגיטליים, המודדים את ההבדל החשמלי הפוטנציאלי בין שתי אלקטרודות.
אינדיקטורים נוזליים
אינדיקטורים נוזליים הם חומצות אורגניות או בסיסים חלשים בעלי צבע משתנה בהתאם לצורתם החומצית או הבסיסית. אלה עובדים בטווחים מוגבלים, משתנים צבע לאחר שמגיעים לזה ומפסיקים צבע משתנה כאשר מגיעים לרמה המרבית של הטווח.
כדי לעבוד יש להשתמש בהם רק בתמיסות בהן ניתן לראות שינוי צבע (רצוי חסר צבע).
יש מספר גדול של אינדיקטורים נוזליים בצבעים שונים וטווחי pH, כולל אדום קרזול (אדום לצהוב בטווח של 0.2 עד 1.8), מתיל אדום (אדום עד צהוב בטווח של 4 , 2 עד 6.2), ירוק ברומוקרזול (ורוד לכחול / ירוק מ -4.2 עד 5.2) ופנוולפתלין (חסר צבע עד ורוד בטווח של 8.0 עד 10.0).
אינדיקטורים אלה פופולריים לתארים בכימיה אנליטית, אם כי עליך להיות בעל הכשרה מסוימת בכדי לבצע תרגול זה במדויק.
ניירות חיווי
ישנם מספר סוגים של ניירות המשמשים למדידת pH, אך הידוע ביותר נקרא נייר לקמוס, העשוי מאבקה שמגיעה מחזזיות.
נייר לקמוס משמש כדי לדעת אם תמיסת נוזלים או גזים הוא חומצי או בסיסי (מבלי לדעת מה יהיה ה- pH המדויק שלו או הערכה שלו), והוא מגיע בשתי מצגות: כחול ואדום.
נייר לקמוס כחול הופך לאדום בתנאים חומציים, ונייר לקמוס אדום הופך לכחול בתנאים בסיסיים או אלקלייןיים, וניתן למחזר אותו לבדיקה הפוכה לאחר שהנייר כבר שינה את צבעו.
המגבלות הידועות של הנייר - כמו חוסר יכולתו להציע ערך pH מדויק או מוערך והיכולת לשנות לצבעים אחרים בעת התגובה עם תרכובות מסוימות - גרמו להחלפה על ידי אינדיקטורים נוזליים ו / או מד pH.
מטר pH
מדי החומציות נולדו מהצורך של אנליסטים במעבדה להשיג ערכים מדויקים של פרמטר זה, דבר שלא היה אפשרי עם מחווני נייר או מחוון נוזלים.
הם מבוססים על מדידת ההפרש הפוטנציאלי החשמלי בין pH של האלקטרודה לאלקטרודה הפניה.
פעולתם של מדי pH אלה מוסברת לעומק יותר בסעיף הבא, אך באופן כללי מחוונים אלה נחשבים למצוינות הניתנתית המדויקת ביותר, ומספקים מספר מדויק (לרמת הדיוק של 0.01 יחידות pH) של הפרמטר וספירה ברגישות ובמהירות העולה על שתי השיטות האחרות.
בנוסף, הם יכולים גם למדוד מאפיינים אחרים, כמו מוצקים מומסים, מוליכות חשמלית וטמפרטורת תמיסה.
החיסרון היחיד של סוג זה של מד pH הוא שמדובר בציוד עדין ובנוסף לכיול ראשוני שצריך לבצע על ידי אינסטרומנטליסט או מאומן של הציוד, יהיה עליהם גם לנקות באופן קבוע כדי למנוע מהאלקטרודות לצבור חומר עליהם.
איך הם עובדים?
אינדיקטורים נוזליים
אינדיקטורים נוזליים מחליפים צבע בגלל פעולת הפרוטונציה או הדה-פרוטונציה במבנה שלהם (תלוי באופי הבסיסי או החומצי של המדד), המבוסס על שיווי המשקל של התגובה, כדלקמן: HIn + H 2 O ↔ H 3 O + + בתוך -
כלומר, ברגע שהמחוון הוסיף לתמיסה, אם שיווי המשקל של המדיום הזה יתחיל להתכוון בכיוון ההפוך בגלל עלייה או ירידה ביון ההידרוניום (שוב, תלוי באופי המחוון), הוא ישנה את צבעו עד שלבסוף שהייה בצבע חדש ובלתי פוסק.
ניירות חיווי
ניירות חיווי, ובמיוחד נייר לקמוס, חייבים לבוא במגע עם הפתרון שיש לנתח באופן דיסקרטי כדי למדוד במדויק.
כלומר, בתמיסה נוזלית אין להכניס לתוכו לחלוטין, אלא לטפטף איתו או לגעת בקצרה במדגם של החומר.
במקרה של פתרון גזי, על הגז לעבור על פני הנייר כדי לאפשר לו ליצור מגע ולשנות צבע.
מטר pH
כאמור, מדי pH עוברים על פי ההבדל הפוטנציאלי החשמלי בין pH לאלקטרודה התייחסות.
מד החומציות מודד את המתח הקיים בין שתי אלקטרודות בתמיסה ומציג את התוצאה שהוסבה לערך pH המתאים.
הציוד עצמו מורכב מזוג אלקטרודות - שאחת מהן מתכתית ובלתי רגישה לחומציות הפיתרון - ומגבר אלקטרוני פשוט. לצורך הכיול שלו מכויל הציוד עם תמיסות בעלות pH ידוע.
הפניות
- קרולינה. (sf). מדידת pH: אינדיקטורים, נייר ומדים. נשלח מ- carolina.com
- החברה, ש '(sf). טווח מחוון pH (pH עולה). התאושש מ- sciencecompany.com
- LibreTexts. (sf). מדדי pH. נשלח מ- chem.libretexts.org
- מחשבה. (sf). הגדרת אינדיקטור pH ודוגמאות. התאושש מ- thoughtco.com
- ויקיפדיה. (sf). מד PH. נשלח מ- en.wikipedia.org