Das pH-Indikatoren Sie sind wichtig für die Bestimmung des pH-Werts in einem bestimmten Medium. Wenn man über das Konzept des pH spricht, repräsentiert es die Konzentration von Hydroniumionen (H.3ODER+) das in einer wässrigen Lösung vorliegt.
Ebenso wird es auf einer negativen logarithmischen Skala zwischen 0 und 14 gemessen, wobei Lösungen mit einem pH-Wert von weniger als 7 als sauer angesehen werden, solche mit einem pH-Wert von mehr als 7 basisch sind und solche mit einem pH-Wert von 7 als neutrale Lösungen gelten. Dieser Parameter wird mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung wie folgt ausgedrückt: pH = pKa + log10 ([ZU-]/[HA]).
In dem obigen Ausdruck repräsentiert der pKa den negativen Logarithmus der Säuredissoziationskonstante und die molaren Konzentrationen [A.-] und [HA] sind diejenigen der schwachen Säure bzw. ihrer konjugierten Base. Wenn Sie den pH-Wert kennen, können Sie die Qualität von Wasser und Lebensmitteln untersuchen und die Wiederholbarkeit eines ausgearbeiteten chemischen Produkts aufrechterhalten.
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Es gibt drei Haupttypen von pH-Indikatoren: Säure-Base-Flüssigkeitsindikatoren, die innerhalb eines bestimmten pH-Bereichs arbeiten; Papiere und andere Indikatormaterialien, die ihre Farbe ändern, wenn eine flüssige oder gasförmige Probe auf ihre Oberfläche gegeben wird; und digitale pH-Meter, die die potentielle elektrische Differenz zwischen zwei Elektroden messen.
Flüssige Indikatoren sind schwache organische Säuren oder Basen, die je nach saurer oder basischer Form unterschiedliche Farben aufweisen. Diese arbeiten in begrenzten Bereichen, variieren in der Farbe, sobald dies erreicht ist, und hören auf, in der Farbe zu variieren, wenn das maximale Niveau des Bereichs erreicht ist..
Zum Arbeiten sollten sie nur in Lösungen verwendet werden, in denen eine Farbänderung beobachtet werden kann (vorzugsweise farblos)..
Es gibt eine große Anzahl von Flüssigkeitsindikatoren mit unterschiedlichen Farben und pH-Bereichen, einschließlich Kresolrot (rot bis gelb in einem Bereich von 0,2 bis 1,8), Methylrot (rot bis gelb in einem Bereich von 4, 2 bis 6,2) und Bromkresolgrün (rosa bis blau / grün von 4,2 bis 5,2) und Phenolphthalein (farblos bis rosa in einem Bereich von 8,0 bis 10,0).
Diese Indikatoren sind für Abschlüsse in analytischer Chemie beliebt, obwohl Sie über ein bestimmtes Ausbildungsniveau verfügen müssen, um diese Übung genau durchführen zu können..
Es gibt verschiedene Papiersorten, die zur Messung des pH-Werts verwendet werden. Am bekanntesten ist jedoch das sogenannte Lackmuspapier, das aus einem Pulver hergestellt wird, das aus Flechten stammt..
Lackmuspapier wird verwendet, um festzustellen, ob eine flüssige oder gasförmige Lösung sauer oder basisch ist (ohne den genauen pH-Wert oder eine Schätzung davon zu kennen), und es gibt zwei Präsentationen: blau und rot.
Blaues Lackmuspapier wird unter sauren Bedingungen rot, und rotes Lackmuspapier ändert sich unter basischen oder alkalischen Bedingungen blau und kann recycelt werden, um den Test in umgekehrter Reihenfolge durchzuführen, sobald das Papier bereits seine Farbe geändert hat..
Die bekannten Einschränkungen des Papiers - wie die Unfähigkeit, einen genauen oder geschätzten pH-Wert anzugeben, und die Fähigkeit, bei Reaktion mit bestimmten Verbindungen zu anderen Farben zu wechseln - haben dazu geführt, dass es durch Flüssigkeitsindikatoren und / oder pH-Meter ersetzt wurde..
Die pH-Meter entstehen aus der Notwendigkeit von Laboranalytikern, genaue Werte dieses Parameters zu erhalten, was mit Papierindikatoren oder Flüssigkeitsindikatoren nicht möglich war..
Sie basieren auf der Messung der elektrischen Potentialdifferenz zwischen dem pH-Wert der Elektrode und der Referenzelektrode..
Die Funktionsweise dieser pH-Messgeräte wird im nächsten Abschnitt ausführlicher erläutert. Im Allgemeinen werden diese Indikatoren jedoch als die genauesten schlechthin angesehen, da sie eine genaue Anzahl (mit einer Genauigkeit von 0,01 pH-Einheiten) des Parameters liefern und mit einer Empfindlichkeit zählen und Geschwindigkeit überlegen gegenüber den beiden anderen Methoden.
Darüber hinaus können sie auch andere Eigenschaften messen, wie z. B. gelöste Feststoffe, elektrische Leitfähigkeit und Lösungstemperatur..
Der einzige Nachteil dieses pH-Messgerätetyps besteht darin, dass es sich um empfindliche Geräte handelt. Zusätzlich zu einer Erstkalibrierung, die von einem Instrumentalisten oder Kenner des Geräts durchgeführt werden muss, müssen sie regelmäßig gereinigt werden, um die Elektroden daran zu hindern Material auf diesen ansammeln.
Flüssige Indikatoren ändern ihre Farbe aufgrund der Wirkung der Protonierung oder Deprotonierung in ihrer Struktur (abhängig von der basischen oder sauren Natur des Indikators), die auf dem Gleichgewicht der Reaktion basiert, wie folgt: HIn + H.zweiO ↔ H.3ODER+ + Im-
Das heißt, sobald der Indikator zu der Lösung gegeben wurde, beginnt das Gleichgewicht dieses Mediums aufgrund einer Zunahme oder Abnahme des Hydroniumions (wiederum abhängig von der Art des Indikators) in die entgegengesetzte Richtung zu tendieren Ändern Sie die Farbe, bis Sie endlich eine neue unveränderliche Farbe erhalten.
Indikatorpapiere, insbesondere Lackmuspapiere, müssen mit der zu analysierenden Lösung diskret in Kontakt kommen, um genau messen zu können.
Das heißt, in einer flüssigen Lösung sollte es nicht vollständig eingeführt werden, sondern damit getropft werden oder kurz eine Probe der Substanz berühren..
Im Falle einer gasförmigen Lösung muss das Gas über die Oberfläche des Papiers strömen, damit es Kontakt aufnehmen und seine Farbe ändern kann..
Wie bereits erwähnt, arbeiten pH-Meter mit der elektrischen Potentialdifferenz zwischen einer pH-Elektrode und einer Referenzelektrode..
Das pH-Messgerät misst die Spannung, die zwischen zwei Elektroden in einer Lösung besteht, und zeigt das Ergebnis in einen entsprechenden pH-Wert um..
Das Gerät selbst besteht aus einem Elektrodenpaar - von denen eine metallisch und unempfindlich gegenüber dem pH-Wert der Lösung ist - und einem einfachen elektronischen Verstärker. Zur Kalibrierung wird das Gerät mit Lösungen mit bekanntem pH-Wert kalibriert.
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