PH ПОКАЗНИКИ: ТИПИ ПОКАЗНИКІВ ТА СПОСІБ ЇХ РОБОТИ - ХІМІЯ - 2025

Показники рН мають вирішальне значення при визначенні кількості рН, що знаходиться в конкретному середовищі. Якщо говорити про поняття рН, воно являє собою концентрацію іонів гідронію (H ₃ O ⁺ ), яка присутня у водному розчині.

Аналогічно, його вимірюють за негативною логарифмічною шкалою між 0 і 14, де розчини з рН нижче 7 вважаються кислими, розчини з рН вище 7 - основними, а pH з рівнем 7 - нейтральними розчинами. Цей параметр виражається наступним чином за рівнянням Хендерсона-Хассельбальха: pH = pKa + log ₁₀ (/).

У наведеному вище виразі pKa являє собою негативний логарифм константи дисоціації кислоти, а молярні концентрації - концентрації слабкої кислоти та її кон'югованої основи відповідно. Знання рН дозволяє вивчити якість води та продуктів харчування та вміти підтримувати повторюваність виробленого хімічного продукту.

Типи

Існує три основні типи показників рН: індикатори кислотно-лужної рідини, які працюють у певному діапазоні рН; на її поверхню додаються папери та інші індикаторні матеріали, які змінюють колір у вигляді рідкого або газоподібного зразка; і цифрові pH-вимірювачі, які вимірюють різницю потенціалу між двома електродами.

Рідкі показники

Рідкі індикатори - це слабкі органічні кислоти або основи, які мають різний колір залежно від їх кислотної або основної форми. Вони працюють в обмежених діапазонах, змінюючи колір, коли це буде досягнуто, і зупиняють різний колір, коли досягається максимальний рівень діапазону.

Для роботи їх слід використовувати лише в розчинах, де можна спостерігати зміну кольору (бажано, безбарвного).

Існує велика кількість рідких показників різних кольорів і діапазонів рН, включаючи крезол червоний (червоний до жовтого в діапазоні від 0,2 до 1,8), метиловий червоний (червоний до жовтого в діапазоні 4 , 2 до 6.2), бромкрезол зелений (рожевий до синього / зелений від 4,2 до 5,2) та фенолфталеїн (безбарвний до рожевого в діапазоні від 8,0 до 10,0).

Ці показники популярні для наукових ступенів з аналітичної хімії, хоча ви повинні мати певний рівень підготовки, щоб точно виконувати цю практику.

Паперові показники

Існує кілька типів паперів, які використовуються для вимірювання рН, але найбільш відомим називається лакмусовий папір, який виготовляється з порошку, що надходить з лишайників.

Лакмусовий папір використовується для того, щоб знати, чи рідкий або газоподібний розчин є кислим або основним (не знаючи, яким буде його точний рН або його оцінка), і він випускається у двох презентаціях: синій та червоний.

Синій лакмусовий папір стає червоним у кислих умовах, а червоний лакмусовий папір стає синім у основних або лужних умовах, і його можна переробити для зворотного тестування, коли папір вже змінив колір.

Відомі обмеження паперу - такі, як його нездатність запропонувати точне або оцінене значення рН та здатність змінювати інші кольори при взаємодії з певними сполуками - призвели до його заміни рідкими показниками та / або вимірювачами рН.

pH-метри

РН-вимірювачі народилися з необхідності лабораторних аналітиків отримати точні значення цього параметра, що було неможливо з паперовими або рідкими показниками.

Вони засновані на вимірюванні різниці електричного потенціалу між pH електрода та електрода відліку.

Робота цих вимірювачів рН пояснюється більш глибоко в наступному розділі, але в цілому ці показники вважаються найбільш точними номіналами, забезпечуючи точне число (до точності 0,01 одиниці pH) параметра і підрахунок з чутливістю та швидкістю перевершує два інші методи.

Крім того, вони також можуть вимірювати інші характеристики, такі як розчинені тверді речовини, електропровідність і температура розчину.

Єдиним недоліком цього типу pH-метра є те, що вони є делікатним обладнанням і, крім початкової калібрування, яку повинен проводити інструменталіст або знавець обладнання, їх також потрібно буде регулярно очищати, щоб електроди не накопичували на них матеріал.

Як вони працюють?

Рідкі показники

Рідкі індикатори змінюють колір за рахунок дії протонації чи депротонації в їх структурі (залежно від основної чи кислотної природи індикатора), що ґрунтується на рівновазі реакції, таким чином: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + В ^-

Тобто, як тільки до розчину додається індикатор, якщо рівновага цього середовища почне збільшуватись у зворотному напрямку через збільшення чи зменшення іона гідронію (знову ж, залежно від природи показника), він змінить колір до остаточного залишається нового незмінного кольору.

Паперові показники

Папери-індикатори, зокрема лакмусовий папір, повинні контактувати з розчином, який підлягає аналізу, для того, щоб точно виміряти.

Тобто в рідкому розчині його не слід повністю вводити в нього, а слід капати разом з ним або коротко доторкнутися до зразка речовини.

У випадку газоподібного розчину газ повинен проходити над поверхнею паперу, щоб він міг контактувати та змінювати колір.

pH-метри

Як було сказано раніше, вимірювачі pH працюють за різницею електричного потенціалу між pH та електродом відліку.

РН-вимірювач вимірює напругу, що існує між двома електродами в розчині, і відображає результат, перетворений у відповідне значення pH.

Саме обладнання складається з пари електродів - один з яких металевий і нечутливий до рН розчину - і простий електронний підсилювач. Для його калібрування обладнання калібрують розчинами відомого рН.

Список літератури

1. Кароліна. (sf). Вимірювання pH: індикатори, папір та лічильники. Отримано з carolina.com
2. Компанія, С. (sf). Діапазон показників рН (зростаючий рН). Відновлено з sciencecompany.com
3. LibreTexts. (sf). Показники рН. Отримано з chem.libretexts.org
4. ДумкаCo. (sf). Визначення та приклади показника pH. Відновлено з thinkco.com
5. Вікіпедія. (sf). PH метр. Отримано з en.wikipedia.org