Показники загальної кислотної основи

Показники кислоти та основи використовуються в хімії для визначення рН речовини. Вони змінюються на різні кольори залежно від того, додані вони до кислоти, основи або нейтральної речовини. Більшість показників - це самі слабкі кислоти і реагують на зміну концентрації іонів водню.

Діапазон рН функціонує від 0 до 14, а 7 нейтральний. Значення рН вище 7 означає основу, а значення нижче 7 - кислоту. Шкала рН є логарифмічною, і при кожній зміні числа на шкалі відбувається десятикратна зміна кислотності лужності (основності).

Показники кислоти та основних речовин чутливі до зміни рН або, точніше, до зміни концентрації іони водню, H⁺, у розчині.

Більшість показників кислоти та основи - це великі органічні молекули, які містять поперемінний подвійний та одинарний зв’язок вуглецю до вуглецю. У основних розчинах кислотні та основні індикатори стають іонами, втрачаючи іони водню з їх хімічного складу, як правило, з групи ОН. Це змінює структуру молекули, змушуючи індикатори поглинати світло на різній довжині хвилі та змінювати кольори.

Багато типів індикаторів працюють по всій шкалі рН. Важливо вибрати такий, який потрапляє в розглянутий діапазон рН. Нижче наведено кілька загальних показників.

Одним із загальних показників кислоти та основи є лакмусовий папір, створений обробкою фільтрувального паперу барвником, отриманим з лишайників. Розчин, нанесений на лакмусовий папір, або збереже лакмус однакового кольору, або змінить його.

Червоний лакмус - слабка дипротонова кислота; він може віддавати два атоми водню. Червоний лакмусовий папір нижче рН 4,5 залишається червоним, але на основі стає синім. Вище рН 8,3 синій лакмусовий папір залишається синім, але червоним стає у кислоті.

Лакмусовий індикатор не може визначити значення рН, лише до розрізняти кислоти та основи. Нейтральний лакмусовий папір бузкового кольору.

Індикатор фенолфталеїну - це слабка кислота, яка має дві різні структури, залежно від того, знаходиться він у розчині лугу (рожевий) або кислоти (безбарвний). Розчин лугу поглинає світло у видимому спектрі світла, і людське око сприймає зміну кольору на рожевий при рівні рН 8,2, продовжуючи яскраво-пурпуровий при рН 10 і вище.

Фенолфталеїн зазвичай використовується як індикатор в експериментах з титруванням кислотно-лужної хімічної лабораторії. Розчин відомої концентрації обережно додають у розчин невідомої концентрації та індикатор фенолфталеїну. Коли розчин переходить з безбарвного в рожевий (або навпаки), титрування або досягнуто точки нейтралізації, і невідома концентрація може бути розрахована.

Бромотимоловий синій, слабка кислота, найчастіше використовується як індикатор для відносно нейтральних розчинів - слабких кислот і основ. Діапазон рН становить від 6 до 7,6. Розчин здається жовтим до рН 6, у нейтральному розчині він зелений, а в основних розчинах він стає синім вище рН 7,6.

У лабораторії бромотимоловий синій часто використовують як біологічна гірка пляма, для тестування фотосинтезу і може бути використаний для тестування рН басейнів.

Як індикатор кислоти та основи, метиловий червоний стає червоним у кислих розчинах при рН 4,4 і нижче та жовтий при досягненні рН 6,2. Між цими кінцевими точками кольору, в діапазоні рН від 4,4 до 6,2, колір оранжевий.

Метиловий червоний може використовуватися як індикатор кислоти та основи в лабораторії та як азобарвник, найбільша група синтетичних речовин барвники, зазвичай використовується для обробки текстилю.

Універсальний індикатор - це розчин, що містить суміш індикаторів, часто фенолфталеїну, метилового червоного та бромотимолового синього. Ідентифікацію приблизного рН отримують додаванням у розчин декількох крапель універсального показника.

Червоний колір вказує на сильну кислоту в діапазоні рН від 1 до 4, тоді як слабка кислота має помаранчевий відтінок. У нейтральному розчині колір стає жовто-зеленим. Фіолетовий вказує на сильну основу, що перевищує pH 11, тоді як слабкі основи мають синюватий відтінок.