Lakmuspaperi on työkalu, jolla testataan onko aine happo vai emäs. Kun aine liuotetaan veteen, saatu liuos saa lakmuspaperin muuttamaan väriä. Liuoksen happamuus tai emäksisyys määritetään vetyionien pitoisuudella tai vetyteholla, ilmaistuna pH-arvona. Lakmuskoe antaa nopean tuloksen, mutta ei pysty määrittämään liuoksen happamuutta tai emäksisyyttä.
Hapot ja emäkset
Hapot ja emäkset voidaan määritellä monin eri tavoin käyttämällä erilaisia parametreja. 1800-luvun kemisti Svante Arrhenius määritteli hapot ja emäkset niiden vesipitoisissa liuoksissa tuottamien ionien mukaan. Hapot ovat yhdisteitä, jotka tuottavat vetyioneja (H+) liuotettuna veteen, ja emäkset tuottavat hydroksidi-ioneja (OH-) liuotettuna veteen. Esimerkiksi kloorivetyhappo (HCl) hajoaa vedessä muodostaen hydroniumionin (H3O+) ja kloridi-ioni (Cl-). Emäs, kuten ammoniakki (NH3) hajoaa vedessä, jolloin saadaan ammoniumioni (NH4+) ja hydroksidi-ioni (OH-). Yksinkertaisesti sanottuna hapot maistuvat yleensä hapan, kuten sitruunamehu, ja emäkset tuntuvat liukkailta, kuten saippua.
pH-asteikon perusteet
pH on arvo, joka ilmaisee vedyn pitoisuuden liuoksessa. PH-asteikko vaihtelee välillä 0-14 ja vastaa vetyionipitoisuuden negatiivista logaritmia. Puhdas vesi on neutraalia ja sen pH on 7. Liuokset, joiden pH on alle 7, ovat happamia, kun taas liuokset, joiden pH on yli 7, ovat emäksisiä tai emäksisiä. Sitruunamehun ja mahahapon pH on noin 2. Kahvin pH on noin 5. Veri on hieman emäksistä ja sen pH pysyy lähellä arvoa 7,4. Kotitalouksien puhdistusaineiden valkaisuaineen ja ammoniakin pH-arvot ovat vastaavasti noin 9 ja ammoniakin.
Lakmus-paperi
Lakmuspaperi on eräänlainen happo-emäs-indikaattori. Sitä on saatavana punaisena, sinisenä ja neutraalina muunnelmina. Paperi on kyllästetty väriaineella, joka on peräisin jäkälistä, jotka muuttavat väriä vastauksena hapon tai emäksen läsnäoloon. Punaista paperia käytetään emäksisen pH: n havaitsemiseksi ja se muuttaa sinisen sävyn emäksisen liuoksen läsnä ollessa. Sinistä lakmuspaperia käytetään happojen testaamiseen ja se muuttuu punaiseksi, kun se joutuu kosketuksiin happaman liuoksen kanssa. Neutraali lakmuspaperi on purppuraa ja vaihtaa värin punaiseksi tai siniseksi riippuen siitä, onko testattava liuos hapan vai emäksinen.
Suoritetaan lakmuskoe
Lakmuspaperi antaa käyttäjälle yleisen ilmoituksen happamuudesta tai emäksisyydestä, kun se korreloi punaisen tai sinisen sävyn kanssa, jota paperi muuttuu. Testaa aineen pH kastamalla lakmuspaperiliuska liuokseen tai tiputtamalla tiputinta tai pipettiä pieni määrä liuosta lakmuspaperille. Sininen lakmuspaperi voi osoittaa happoa, jonka pH on välillä 4 ja 5 tai alle. Punainen lakmuspaperi voi näyttää emäksen, jonka pH on yli 8. Jos liuoksen pH on välillä 5 ja 8, lakmussipaperissa se näyttää vain vähän väriä. Sinisellä lakmuspaperilla testattu pohja ei näytä mitään värimuutosta, eikä punaisella lakmuspaperilla testattu happo rekisteröi värimuutosta.
Lakmus-paperin rajoitukset
Lakmuskoe on nopea ja helppo tapa selvittää, onko liuos hapan vai emäksinen. Lakmuspaperi on halpa, kannettava ja voi testata happamuuden ja emäksisyyden vain pienellä määrällä liuosta. Se ei kuitenkaan voi antaa aineen todellista pH: ta, paitsi osoittaa, onko pH noin 5 tai yli 8. Lakmuspaperi ei ole hyödyllinen testattaessa aineita, joiden pH on lähempänä neutraalia.