PH RODIKLIAI: RODIKLIŲ TIPAI IR KAIP JIE VEIKIA - CHEMIJA - 2025

Kad pH rodikliai yra labai svarbūs nustatant pH kiekis, kuris yra konkrečios terpėje. Kai kalbame apie pH sąvoką, ji parodo hidronio jonų (H ₃ O ⁺ ) koncentraciją, esančią vandeniniame tirpale.

Taip pat jis matuojamas pagal neigiamą logaritminę skalę nuo 0 iki 14, kai tirpalai, kurių pH yra mažesnis nei 7, laikomi rūgščiais, tirpalai, kurių pH didesnis kaip 7, yra baziniai, o tirpalai, kurių pH lygus 7, laikomi neutraliais tirpalais. Šis parametras išreiškiamas taip, kaip aprašyta Hendersono-Haselbalcho lygtis: pH = pKa + log ₁₀ (/).

Aukščiau pateiktoje išraiškoje pKa reiškia neigiamą rūgšties disociacijos konstantos logaritmą ir molines koncentracijas, kurios yra atitinkamai silpnos rūgšties ir jos konjuguotos bazės koncentracijos. Žinant pH, galima ištirti vandens ir maisto kokybę bei išlaikyti paruošto cheminio produkto pakartojamumą.

Tipai

Yra trys pagrindiniai pH indikatorių tipai: rūgštinės-bazinės skysčio indikatoriai, veikiantys tam tikrame pH intervale; popieriai ir kitos indikatorinės medžiagos, kurios keičia spalvą kaip skystas ar dujinis mėginys pridedami prie jo paviršiaus; ir skaitmeniniai pH matuokliai, matuojantys galimą elektrinį skirtumą tarp dviejų elektrodų.

Skystieji indikatoriai

Skystieji indikatoriai yra silpnos organinės rūgštys arba bazės, kurių spalva skiriasi, atsižvelgiant į jų rūgštinę ar bazinę formą. Jie veikia ribotuose diapazonuose, keičiant spalvą, kai tik tai pasiekiama, ir sustabdomos skirtingos spalvos, kai pasiekiamas didžiausias diapazono lygis.

Dirbant jie turėtų būti naudojami tik tirpaluose, kur pastebimas spalvos pasikeitimas (geriausia bespalvis).

Yra daugybė įvairių spalvų ir pH diapazono skysčių indikatorių, įskaitant krezolio raudonąjį (nuo raudonos iki geltonos nuo 0,2 iki 1,8), metilraudonąjį (nuo raudonos iki geltonos 4 ir 4 diapazonuose). , Nuo 2 iki 6,2), žalios bromkrezolio (nuo rožinės iki mėlynos / žalios nuo 4,2 iki 5,2) ir fenolftaleino (nuo bespalvės iki rausvos nuo 8,0 iki 10,0).

Šie rodikliai yra populiarūs dėl analitinės chemijos laipsnių, nors jūs turite turėti tam tikrą parengimo lygį, kad tiksliai atliktumėte šią praktiką.

Rodikliai

Yra keletas popieriaus rūšių, naudojamų pH matuoti, tačiau labiausiai žinomas vadinamas lakmuso popieriumi, kuris gaminamas iš miltelių, gaunamų iš kerpių.

Lakmuso popierius naudojamas žinoti, ar skystas, ar dujinis tirpalas yra rūgštus ar šarminis (nežinant, koks bus tikslus jo pH ar jo įvertinimas), ir jis pateikiamas dviem būdais: mėlyna ir raudona.

Mėlynas lakmuso popierius pasidaro raudonas rūgštinėmis sąlygomis, o raudonasis lakmuso popierius pasidaro mėlynas, esant pagrindinėms ar šarminėms sąlygoms, ir gali būti perdirbtas grįžtamiesiems bandymams, kai popierius jau pakeitė spalvą.

Dėl žinomų popieriaus trūkumų, tokių kaip nesugebėjimas pateikti tikslios ar apskaičiuotos pH vertės ir galimybė pakeisti kitas spalvas, reaguojant su tam tikrais junginiais, jis buvo pakeistas skysčio indikatoriais ir (arba) pH matuokliais.

pH-metrai

PH matuokliai atsirado dėl laboratorinių analitikų poreikio gauti tikslias šio parametro vertes. Tai buvo neįmanoma naudojant popierinius ar skysčio rodiklius.

Jie pagrįsti elektrinio potencialo skirtumo tarp elektrodo ir etaloninio elektrodo pH matavimu.

Šių pH matuoklių veikimas išsamiau paaiškintas kitame skyriuje, tačiau paprastai šie rodikliai yra laikomi tiksliausiu par excellence, pateikiant tikslų parametro skaičių (iki 0,01 pH vienetų tikslumo) ir suskaičiuojant. kurių jautrumas ir greitis yra pranašesni už kitus du metodus.

Be to, jie gali išmatuoti ir kitas charakteristikas, tokias kaip ištirpusios kietosios medžiagos, elektrinis laidumas ir tirpalo temperatūra.

Vienintelis tokio tipo pH matuoklių trūkumas yra tai, kad jie yra subtili įranga ir be pradinio kalibravimo, kurį turi atlikti įrangos instrumentalistas ar žinovas, juos taip pat reikės reguliariai valyti, kad elektrodai nesikauptų ant jų.

Kaip jie veikia?

Skystieji indikatoriai

Skystieji indikatoriai keičia spalvą dėl protonų arba deprotonizacijos jų struktūroje (atsižvelgiant į pagrindinį ar rūgštinį rodiklio pobūdį), pagrįstą reakcijos pusiausvyra, taip: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + Į ^-

Tai yra, pridėjus indikatorių į tirpalą, jei dėl terpės padidėjimo ar sumažėjimo hidronio jonuose šios terpės pusiausvyra pradeda tendencija priešinga kryptimi (vėlgi, priklausomai nuo indikatoriaus pobūdžio), ji pasikeis spalva, kol galiausiai išliks nauja nepakitusi spalva.

Rodikliai

Indikatoriniai dokumentai, ypač lakmuso popierius, turi būti sąlyčio su tiriamuoju tirpalu diskretiški, kad būtų galima tiksliai išmatuoti.

Tai yra, skystame tirpale jis neturėtų būti visiškai įpiltas į jį, bet turėtų būti lašinamas su juo arba trumpai palieskite medžiagos pavyzdį.

Dujinio tirpalo atveju dujos turi praeiti per popieriaus paviršių, kad jis galėtų susisiekti ir pakeisti spalvą.

pH-metrai

Kaip minėta anksčiau, pH matuokliai veikia pagal elektrinio potencialo skirtumą tarp pH ir etaloninio elektrodo.

PH matuoklis matuoja įtampą, esančią tirpale tarp dviejų elektrodų, ir rodo rezultatą, paverstą atitinkama pH verte.

Pačią įrangą sudaro elektrodų pora, iš kurių vienas yra metalinis ir nejautrus tirpalo pH, ir paprasto elektroninio stiprintuvo. Kalibravimui įranga kalibruojama žinomo pH tirpalais.

Nuorodos

1. Karolina. (sf). Matuojamas pH: indikatoriai, popierius ir matuokliai. Gauta iš carolina.com
2. Bendrovė, S. (sf). pH indikatorių diapazonas (kylanti pH). Atkurta iš mokslo bendrovės
3. „LibreTexts“. (sf). pH rodikliai. Gauta iš chem.libretexts.org
4. „ThoughtCo“. (sf). pH rodiklio apibrėžimas ir pavyzdžiai. Atkurta iš „thinkco.com“
5. Vikipedija. (sf). PH matuoklis. Gauta iš en.wikipedia.org