Τι είναι ένας δείκτης pH; Ορισμός και Παραδείγματα

Ένας δείκτης pH ή ένας δείκτης οξύ-βάσης είναι a χημική ένωση που αλλάζει χρώμα στο λύση σε μια στενή περιοχή ρΗ αξίες. Για την παραγωγή ορατής αλλαγής χρώματος απαιτείται μόνο μια μικρή ποσότητα ένωσης δείκτη.

Όταν χρησιμοποιείται ως αραιό διάλυμα, ένας δείκτης pH δεν έχει σημαντική επίδραση στην οξύτητα ή την αλκαλικότητα ενός χημικού διαλύματος.

Η αρχή πίσω από τη λειτουργία ενός δείκτη είναι ότι αντιδρά με το νερό για να σχηματίσει το κατιόν υδρογόνου Η⁺ ή ιόν υδρογόνου Η₃Ο⁺. Η αντίδραση αλλάζει το χρώμα του μορίου δείκτη.

Μερικοί δείκτες αλλάζουν από το ένα χρώμα στο άλλο, ενώ άλλοι αλλάζουν μεταξύ χρωματισμένων και άχρωμων καταστάσεων. Οι δείκτες του pH είναι συνήθως αδύναμα οξέα ή αδύναμες βάσεις. Πολλά από αυτά τα μόρια εμφανίζονται φυσικά.

Για παράδειγμα, οι ανθοκυάνες που βρίσκονται στα λουλούδια, τα φρούτα και τα λαχανικά είναι δείκτες pH. Φυτά που περιέχουν αυτά τα μόρια περιλαμβάνουν κόκκινα φύλλα λάχανου, λουλούδια ροδοπέταλα, βατόμουρα, μίσχους ραβέντι, λουλούδια ορτανσίας και λουλούδια παπαρούνας.

Για ένα ασθενές οξύ με τον τύπο HIn, η εξισορροπημένη χημική εξίσωση θα είναι:

Hin (υδ) + Η₂O (l) ⇆ Η₃Ο⁺ (aq) + In^- (aq)

Σε χαμηλό pH, η συγκέντρωση του υδρόνιο Το ιόν είναι υψηλό και η θέση ισορροπίας βρίσκεται στα αριστερά. Η λύση έχει το χρώμα του δείκτη HIn. Σε υψηλό ρΗ, η συγκέντρωση του υδρογόνου είναι χαμηλή, η ισορροπία είναι προς τα δεξιά και το διάλυμα έχει το χρώμα της συζυγούς βάσης σε^-.

Εκτός από τους δείκτες pH, υπάρχουν δύο άλλοι τύποι δεικτών που χρησιμοποιούνται στη χημεία. Οι δείκτες Redox χρησιμοποιούνται σε τιτλοποιήσεις που περιλαμβάνουν αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής. Συμπληρωματικοί δείκτες χρησιμοποιούνται για την ποσοτικοποίηση μεταλλικών κατιόντων.

• Το ερυθρό μέθυλο είναι ένας δείκτης pH που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τιμών pH μεταξύ 4,4 και 6,2. Σε χαμηλό pH (4,4 και κάτω) το διάλυμα δείκτη είναι κόκκινο. Σε υψηλό pH (6.2 και άνω) το χρώμα είναι κίτρινο. Μεταξύ του pH 4,4 και του 6,2, η ένδειξη διάλυμα είναι πορτοκαλί.
• Πράσινο βρωμοκρεσόλη είναι ένας δείκτης pH που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των τιμών pH μεταξύ 3,8 και 5,4. Κάτω από το pH 3,8 το διάλυμα δείκτη είναι κίτρινο. Πάνω από το pH 5.4 το διάλυμα είναι μπλε. Μεταξύ των τιμών pH 3,8 και 5,4, η λύση του δείκτη είναι πράσινη.

Επειδή οι δείκτες αλλάζουν χρώματα σε διαφορετικές περιοχές pH, μπορεί μερικές φορές να συνδυαστούν για να προσφέρουν αλλαγές χρώματος σε ένα ευρύτερο φάσμα ρΗ.

Για παράδειγμα, "γενική ένδειξη"περιέχει μπλε θυμόλης, ερυθρό μεθύλιο, μπλε βρωμοθυμόλης, μπλε θυμόλης και φαινολοφθαλεΐνη. Καλύπτει μια περιοχή pH από λιγότερο από 3 (κόκκινο) έως περισσότερο από 11 (ιώδες). Τα ενδιάμεσα χρώματα περιλαμβάνουν πορτοκαλί / κίτρινο (pH 3 έως 6), πράσινο (pH 7 ή ουδέτερο) και μπλε (pH 8 έως 11).

Οι δείκτες ρΗ χρησιμοποιούνται για να δώσουν μια τραχιά τιμή ρΗ ενός χημικού διαλύματος. Για ακριβείς μετρήσεις, χρησιμοποιείται ένας μετρητής pH.

Εναλλακτικά, η φασματοσκοπία απορρόφησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί με έναν δείκτη pH για τον υπολογισμό του ρΗ χρησιμοποιώντας Νόμος της μπύρας. Οι μετρήσεις φασματοσκοπικού ρΗ χρησιμοποιώντας έναν μόνο δείκτη όξινης βάσης είναι ακριβείς σε μία τιμή pKa. Ο συνδυασμός δύο ή περισσότερων δεικτών αυξάνει την ακρίβεια της μέτρησης.

Οι δείκτες χρησιμοποιούνται σε τιτλοποίηση για να δείξουν την ολοκλήρωση μιας αντίδρασης όξινης βάσης.