หน้าที่ของกระดาษลิตมัสคืออะไร?

กระดาษลิตมัสเป็นเครื่องมือที่ใช้ทดสอบว่าสารนั้นเป็นกรดหรือด่าง เมื่อสารถูกละลายในน้ำ สารละลายที่ได้จะทำให้กระดาษลิตมัสเปลี่ยนสี ความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน หรือกำลังของไฮโดรเจน ซึ่งแสดงเป็นค่า pH การทดสอบสารสีน้ำเงินให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วแต่ไม่สามารถระบุระดับความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายได้

กรดและเบสสามารถกำหนดได้หลายวิธีโดยใช้พารามิเตอร์ที่ต่างกัน นักเคมีในศตวรรษที่ 19 Svante Arrhenius ได้กำหนดกรดและเบสตามไอออนที่พวกมันให้กำเนิดในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดเป็นสารประกอบที่ให้ไฮโดรเจนไอออน (H⁺) เมื่อละลายในน้ำและเบสจะให้ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH^-) เมื่อละลายในน้ำ ตัวอย่างเช่น กรดไฮโดรคลอริก (HCl) แยกตัวในน้ำเพื่อสร้างไฮโดรเนียมไอออน (H₃อู๋⁺) และคลอไรด์ไอออน (Cl^-). เบสเช่นแอมโมเนีย (NH₃) แยกตัวในน้ำเพื่อให้ได้แอมโมเนียมไอออน (NH₄⁺) และไฮดรอกไซด์ไอออน (OH^-). กล่าวง่ายๆ ว่ากรดโดยทั่วไปมีรสเปรี้ยว เช่น น้ำมะนาว และเบสจะรู้สึกลื่นเหมือนสบู่

pH เป็นค่าที่แสดงความเข้มข้นของไฮโดรเจนในสารละลาย มาตราส่วน pH มีตั้งแต่ 0 ถึง 14 และเท่ากับลอการิทึมลบของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน น้ำบริสุทธิ์เป็นกลางและมีค่า pH 7 สารละลายที่มีค่า pH ต่ำกว่า 7 จะเป็นกรด ในขณะที่สารละลายที่มีค่า pH สูงกว่า 7 จะเป็นด่างหรือเป็นด่าง น้ำมะนาวและกรดในกระเพาะอาหารมีค่า pH ประมาณ 2 กาแฟมีค่า pH ประมาณ 5 เลือดมีความเป็นด่างเล็กน้อย โดยมีค่า pH ใกล้เคียงกับ 7.4 น้ำยาทำความสะอาดในครัวเรือนสารฟอกขาวและแอมโมเนียมีค่า pH ประมาณ 9 และ 12 ตามลำดับ

กระดาษลิตมัสเป็นตัวบ่งชี้กรดเบสชนิดหนึ่ง มีจำหน่ายในรูปแบบสีแดง สีน้ำเงิน และสีกลาง กระดาษเคลือบด้วยสีย้อมที่ได้จากไลเคนที่เปลี่ยนสีตามการมีกรดหรือเบส กระดาษสีแดงใช้ในการตรวจวัดค่า pH ที่เป็นด่าง และจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเมื่อมีสารละลายพื้นฐาน กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินใช้สำหรับทดสอบกรดและจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อสัมผัสกับสารละลายที่เป็นกรด กระดาษลิตมัสเป็นกลางเป็นสีม่วง และจะเปลี่ยนสีเป็นสีแดงหรือสีน้ำเงิน ขึ้นอยู่กับว่าสารละลายที่ทดสอบนั้นเป็นกรดหรือด่าง

กระดาษลิตมัสให้ค่าความเป็นกรดหรือด่างแก่ผู้ใช้โดยทั่วไป เนื่องจากสัมพันธ์กับเฉดสีแดงหรือน้ำเงินที่กระดาษจะเปลี่ยน ในการทดสอบ pH ของสาร ให้จุ่มแถบกระดาษลิตมัสลงในสารละลายหรือใช้หลอดหยดหรือปิเปตหยดสารละลายเล็กน้อยลงบนกระดาษลิตมัส กระดาษลิตมัสสีน้ำเงินสามารถระบุกรดที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 4 ถึง 5 หรือต่ำกว่า กระดาษลิตมัสสีแดงสามารถแสดงเบสที่มีค่า pH มากกว่า 8 หากสารละลายมีค่า pH อยู่ระหว่าง 5 ถึง 8 จะเกิดการเปลี่ยนสีเล็กน้อยบนกระดาษลิตมัส เบสที่ทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสสีน้ำเงินจะไม่เปลี่ยนสี และกรดที่ทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสสีแดงก็จะไม่เปลี่ยนสี

การใช้การทดสอบสารสีน้ำเงินเป็นวิธีที่ง่ายและรวดเร็วในการตรวจสอบว่าสารละลายมีสภาพเป็นกรดหรือด่าง กระดาษลิตมัสมีราคาไม่แพง พกพาสะดวก และสามารถทดสอบความเป็นกรดและด่างได้โดยใช้สารละลายเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถให้ค่า pH ที่แท้จริงสำหรับสารได้ นอกจากจะระบุว่า pH นั้นน้อยกว่า 5 หรือมากกว่า 8 โดยประมาณ กระดาษลิตมัสไม่มีประโยชน์สำหรับการทดสอบสารที่มีค่า pH ใกล้เคียงความเป็นกลางมากกว่า