Skābes un bāzes indikatorus ķīmijā izmanto, lai noteiktu vielas pH. Tās mainās dažādās krāsās atkarībā no tā, vai tās pievieno skābei, bāzei vai neitrālai vielai. Lielākā daļa rādītāju ir paši vājas skābes un reaģē uz ūdeņraža jonu koncentrācijas izmaiņām.
pH skala un skābes un bāzes indikatori
PH diapazons darbojas no 0 līdz 14, 7 ir neitrāls. PH virs 7 norāda bāzi, un zem 7 norāda skābi. PH skala ir logaritmiska, un ar katru atsevišķu skaitļa izmaiņu skalā notiek desmitkārtīgas sārmainības (sārmainības) skābuma izmaiņas.
Skābes un bāzes indikatori ir jutīgi pret pH izmaiņām vai, konkrētāk, pret pH koncentrācijas izmaiņām ūdeņraža joni, H+, šķīdumā.
Lielākā daļa skābes un bāzes indikatoru ir lielas organiskas molekulas, kas satur pārmaiņus dubultās un atsevišķās oglekļa-oglekļa saites. Bāzes šķīdumos skābes un bāzes indikatori kļūst par joniem, zaudējot ūdeņraža jonus no to ķīmiskā sastāva, parasti no OH grupas. Tas maina molekulas struktūru, liekot indikatoriem absorbēt gaismu dažādos viļņu garumos un mainīt krāsas.
Rādītāju veidi
Daudzu veidu indikatori darbojas visā pH skalā. Ir svarīgi izvēlēties tādu, kas ietilpst apskatāmajā pH diapazonā. Tālāk ir sniegti vairāki kopīgi rādītāji.
Lakmusa papīrs
Viens parastais skābes un bāzes indikators ir lakmusa papīrs, kas izveidots, apstrādājot filtrpapīru ar krāsu, kas iegūta no ķērpjiem. Risinājums, kas piemērots lakmusa papīram, vai nu saglabās lakmusa to pašu krāsu, vai arī mainīs to.
Sarkanais lakmuss ir vāja diprotiska skābe; tas var ziedot divus ūdeņraža atomus. Zem pH 4,5 sarkans lakmusa papīrs paliek sarkans, bet pamatnē kļūst zils. Virs pH 8,3 zils lakmusa papīrs paliek zils, bet skābē kļūst sarkans.
Lakmusa indikators nespēj noteikt pH vērtību, tikai līdz atšķirt skābes un bāzes. Neitrāls lakmusa papīrs ir violets.
Fenolftaleīna indikators
Fenolftaleīna indikators ir vāja skābe, kurai ir divas dažādas struktūras atkarībā no tā, vai tā ir sārma (sārta) vai skābes (bezkrāsains) šķīdumā. Sārmu šķīdums absorbē gaismu redzamajā gaismas spektrā, un cilvēka acs uztver krāsas maiņu uz sārtu, ja pH līmenis ir 8,2, turpinot spilgti purpursarkanā krāsā pie pH 10 un augstāk.
Fenolftaleīnu parasti izmanto kā indikatoru skābes bāzes bāzes titrēšanas eksperimentos ķīmijas laboratorijā. Zināmas koncentrācijas šķīdumu uzmanīgi pievieno nezināmas koncentrācijas šķīdumam un fenolftaleīna indikatoram. Kad šķīdums kļūst no bezkrāsaina līdz rozā (vai otrādi), titrēšana vai ir sasniegts neitralizācijas punkts, un var aprēķināt nezināmo koncentrāciju.
Bromtimola zilais indikators
Bromtimolzilo, vāju skābi, visbiežāk izmanto kā indikatoru šķīdumiem, kas ir samērā neitrāli - vājas skābes un bāzes. Tās pH diapazons ir no 6 līdz 7,6. Šķīdums šķiet dzeltens līdz pH 6, neitrālā šķīdumā tas ir zaļš, un bāzes šķīdumos virs pH 7,6 tas kļūst zils.
Laboratorijā bromtimola zilu bieži lieto kā a bioloģisks slaidu traips, fotosintēzes pārbaudei, un to var izmantot, lai pārbaudītu peldbaseinu pH.
Metilsarkanais indikators
Kā skābes un bāzes indikators metilsarkans skābos šķīdumos pie pH 4,4 un zemāka kļūst sarkans un, sasniedzot pH 6,2, kļūst dzeltens. Starp šiem krāsu galapunktiem pH diapazonā no 4,4 līdz 6,2 krāsa ir oranža.
Metilsarkano var izmantot kā skābes un bāzes indikatoru laboratorijā un kā azo krāsvielu - lielāko sintētisko grupu krāsvielas, parasti lieto tekstilmateriālu apstrādei.
Universālais rādītājs
Universāls indikators ir risinājums, kas satur indikatoru maisījumu, bieži fenolftaleīnu, metilsarkano un bromtimolzilo. Aptuvenā pH noteikšana tiek iegūta, šķīdumam pievienojot vairākus pilienus universālā indikatora.
Sarkanā krāsa norāda uz stipru skābi pH diapazonā no 1 līdz 4, bet vājajai skābei ir oranža nokrāsa. Neitrālā šķīdumā krāsa kļūst dzeltenzaļa. Violets norāda uz spēcīgu bāzi, virs pH 11, bet vājām bāzēm ir zilgana nokrāsa.
