Om vi känner till pH-värdet kan vi fastställa reaktionen för en given lösning. En stor majoritet av kemiska processer utförs i en vattenmiljö. På varandra följande föreningar ändrar sitt pH-värde när de sönderfaller till joner. För att fastställa det värdet använder vi generella pH-mätare, men i praktiken fortsätter syra-bas-indikatorerna att spela en stor roll. De tillåter oss att bestämmas reaktion genom visuell inspektion. Så låt oss lära oss mer om dem.
Definition av pH
Som definitioner indikerar är pH en negativ logaritm av koncentrationen av vätejoner . I det här fallet beräknar vi det värdet med hjälp av något som kallas molär koncentration. Alla kemiska föreningar kan klassificeras baserat på pH till de med sur, basisk eller inert reaktion (således bestämmer reaktionen av koncentrationen av vätejoner). Det är därför pH ofta kallas för ett mått på en lösning. Vad behöver vi pH-värdet till?
- Specificering av reaktionen för en lösning
- Förutsäga möjligheten av en kemisk reaktion
- Säkerställa lämpliga förhållanden för vissa växter
- Justering av specifika processer i syfte att behandla industriellt avloppsvatten
- Val av effektiv rengöringsmedel för typen av förorening
pH-värdet är naturligt kopplat till termen pH-skala . Skalan sträcker sig från 0 till 14. Det är ett mycket användbart verktyg för att organisera lösningar utifrån deras kemiska reaktion. pH-skalan är en negativ logaritmisk skala. Det förutsätter att lösningarna vars pH är:
- lägre än 7 (<7) är sura (karakteristiskt för sura lösningar),
- lika med 7 är inerta,
- högre än 7 (>7) är basiska (karakteristiskt för baslösningar).
pH-värdet för extrema koncentrerade lösningar kan gå under 0 eller över 14, med andra ord utanför pH-skalan.
Syra-basindikatorer
pH-indikatorer är specifika kemiska ämnen som får en viss färgbaserat på miljön. Deras karakteristiska särdrag är att deras färg är konstant i en lösning som har en specifik reaktion; till exempel är metylorange röd i en mycket sur lösning. I laboratorier kan vi oftast se indikatorer som är svaga organiska syror eller baser (syra-basindikatorer). Variabiliteten av deras beroende på reaktionen beror på att lösningar också upprättar jämvikten mellan den icke-dissocierade (A) och den dissocierade (färg B) som bildas av föreningen. Baserat på den sida till vilken den kemiska jämvikten förskjuts (det vill säga baserat på innehållet av vätejoner) råder en viss form, som har en specifik färg. Mest populära pH-indikatorer:
- Fenolftalein – den mest använda indikatorn i kemiska laboratorier. Den appliceras i form av en 1%lösning. Den är färglös i neutrala lösningar, medan den i en grundläggande miljö får en karakteristisk hallonfärg.
- Metylorange – det används för att detektera syror, eftersom det i deras närvaro får en intensivt röd (pH < 3,2) eller gul (pH > 4,4) färg. Det tillhör gruppen av de så kallade azofärgämnen. Det används som en vattenlösning.
- Bromkresolgrön – tillämpas i de flesta analyser av organiska föreningar. Det är ett snabbt ämne med vit till krämfärgad. Den är gul i sura lösningar och växlar till blå när den påverkas av en bas.
- Metylrött – ett azofärgämne. Den växlar färg från mörkröd till gul i pH-intervallet från 4,2 till 6,3. Det används främst vid syra-bastitrering.
- Bromtymolblått – ett derivat av tymolblått. Förändringen av färgen för denna pH-indikator sträcker sig från gult (sur reaktion) genom grönt (neutral reaktion) till mörkblått (grundläggande reaktion).
Indikatorpapper
Syra-basindikatorer används ofta i laboratorier. De kännetecknas dock av att ändra färg inom vissa pH-värdensområde, vilket kan hindra bestämningen av ett ungefärligt pH-värde för en lösning med okänd sammansättning. En särskilt effektiv lösning är indikatorpapper . Genom att blanda lämpliga indikatorer får vi universella indikatorer, som sedan appliceras på remsor av enkelt filterpapper. När det är torrt är det deltagande papperet vårt universella indikatorpapper. Att bestämma pH-värdet med universella indikatorpapper består i att sänka dem i testlösningen. Pappren har normalt en lämplig färgskala. Vi jämför färgen på det universella indikatorpapperet med färgen på skalan, och på så sätt bestämmer vi det ungefärliga pH-värdet.
Hemgjorda pH-indikatorer
En rad naturligt förekommande ämnen kan användas som pH-indikatorer. Vi kan hitta många exempel i köket eller trädgården. Detta bevisar påståendet att kemi bokstavligen omger oss.
Te
De flesta märker säkert att när vi tillsätter citronsaft till att bli teet något blekare. Detta beror på att teessens är en naturlig pH-indikator. Tillsatsen av citronsaft gör att pH-värdet sjunker, vilket ändrar den ljusbruna färgen (neutral reaktion) till halmgul (sur reaktion). Denna förändring av färg orsakas av föreningar som kallas tanniner, som också är ansvariga för den karakteristiska eftersmaken av te.
Rödbetsjuice
Betorjuice kännetecknas också av variationer i färger baserat på reaktionen. I en sur miljö är dess färg röd- och violett, ofta kallad lila. Färgen kan observeras till exempel vid tillagning av rödbetssoppa. Men under beredningen tappar sin färg, specifik temperatur är för hög. Detta beror på den termiska nedbrytningen av betainer under kokning. För att återställa den djupt lila färgen bör vi surgöra fonden, så tillsätt till exempel en liten mängd citronsyra.
Blommor
Färgämnena som finns naturligt i vissa blommor, t.ex. i hortensia eller förgätmigej, är också en sorts syra-basindikatorer. Deras färg beror på pH-värdet i jorden de växer i. Förgätmigej är rosa i sura jordar, medan deras färg är blå i en grundläggande miljö. Det liknar hortensia: ju lägre pH-värdet är, desto fler blommor är blå och desto mer intensiv är färgen.
