PH-INDICATOREN: SOORTEN INDICATOREN EN HOE ZE WERKEN - CHEMIE - 2026

De pH-indicatoren zijn cruciaal bij het bepalen van de hoeveelheid pH die in een specifiek medium wordt aangetroffen. Als we het hebben over het concept pH, vertegenwoordigt dit de concentratie van hydroniumionen (H ₃ O ⁺ ) die aanwezig is in een waterige oplossing.

Evenzo wordt het gemeten op een negatieve logaritmische schaal tussen 0 en 14, waarbij oplossingen met een pH lager dan 7 als zuur worden beschouwd, die met een pH hoger dan 7 basisch en die met een pH gelijk aan 7 als neutrale oplossingen. Deze parameter wordt als volgt uitgedrukt met de Henderson-Hasselbalch-vergelijking: pH = pKa + log ₁₀ (/).

In de bovenstaande uitdrukking vertegenwoordigt de pKa de negatieve logaritme van de zuurdissociatieconstante, en de molaire concentraties en zijn die van respectievelijk het zwakke zuur en zijn geconjugeerde base. Door de pH te kennen, kan de kwaliteit van water en voedsel worden bestudeerd en kan de herhaalbaarheid van een uitgewerkt chemisch product worden gehandhaafd.

Soorten

Er zijn drie hoofdtypen pH-indicatoren: zuur-base-vloeistofindicatoren, die werken binnen een bepaald pH-bereik; papier en andere indicatormaterialen die van kleur veranderen als een vloeibaar of gasvormig monster aan het oppervlak wordt toegevoegd; en digitale pH-meters, die het potentiële elektrische verschil tussen twee elektroden meten.

Vloeibare indicatoren

Vloeibare indicatoren zijn zwakke organische zuren of basen die verschillende kleuren hebben, afhankelijk van hun zure of basische vorm. Deze werken binnen een beperkt bereik, variëren van kleur zodra dit is bereikt en stoppen met het variëren van kleur wanneer het maximale niveau van het bereik is bereikt.

Om te werken, mogen ze alleen worden gebruikt in oplossingen waarbij een kleurverandering kan worden waargenomen (bij voorkeur kleurloos).

Er is een groot aantal vloeistofindicatoren met verschillende kleuren en pH-bereiken, waaronder cresolrood (rood tot geel in een bereik van 0,2 tot 1,8), methylrood (rood tot geel in een bereik van 4 2 tot 6,2), broomkresolgroen (roze tot blauw / groen van 4,2 tot 5,2) en fenolftaleïne (kleurloos tot roze in een bereik van 8,0 tot 10,0).

Deze indicatoren zijn populair voor graden in analytische chemie, hoewel je een bepaald niveau van training moet hebben om deze oefening nauwkeurig uit te voeren.

Indicatorpapieren

Er zijn verschillende soorten papier die worden gebruikt om de pH te meten, maar de bekendste is lakmoespapier, dat is gemaakt van een poeder dat afkomstig is van korstmossen.

Lakmoespapier wordt gebruikt om te weten of een vloeibare of gasvormige oplossing zuur of basisch is (zonder te weten wat de exacte pH zal zijn of een schatting daarvan), en het wordt geleverd in twee presentaties: blauw en rood.

Blauw lakmoespapier wordt rood onder zure omstandigheden en rood lakmoespapier wordt blauw onder basische of alkalische omstandigheden, en kan worden gerecycled voor omgekeerde tests als het papier al van kleur is veranderd.

De bekende beperkingen van het papier - zoals het onvermogen om een ​​exacte of geschatte pH-waarde te bieden en het vermogen om naar andere kleuren te veranderen bij reactie met bepaalde verbindingen - hebben ervoor gezorgd dat het is vervangen door vloeistofindicatoren en / of pH-meters.

pH-meters

De pH-meters zijn ontstaan ​​uit de behoefte van laboratoriumanalisten om exacte waarden van deze parameter te verkrijgen, iets wat niet mogelijk was met papieren indicatoren of vloeistofindicatoren.

Ze zijn gebaseerd op de meting van het elektrische potentiaalverschil tussen de pH van de elektrode en de referentie-elektrode.

De werking van deze pH-meters wordt in de volgende sectie dieper uitgelegd, maar over het algemeen worden deze indicatoren als de meest nauwkeurige bij uitstek beschouwd, ze geven een nauwkeurig aantal (tot een nauwkeurigheid van 0,01 pH-eenheden) van de parameter en tellen met een gevoeligheid en snelheid die superieur zijn aan de andere twee methoden.

Bovendien kunnen ze ook andere eigenschappen meten, zoals opgeloste vaste stoffen, elektrische geleidbaarheid en temperatuur van de oplossing.

Het enige nadeel van dit type pH-meter is dat het kwetsbare apparaten zijn en dat ze, naast een eerste kalibratie die moet worden uitgevoerd door een instrumentalist of kenner van de apparatuur, ook regelmatig moeten worden schoongemaakt om te voorkomen dat de elektroden materiaal erop verzamelen.

Hoe werken ze?

Vloeibare indicatoren

Vloeistofindicatoren veranderen van kleur als gevolg van de werking van protonering of deprotonering in hun structuur (afhankelijk van de basische of zure aard van de indicator), die is gebaseerd op het evenwicht van de reactie, als volgt: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + In ^-

Dat wil zeggen, als de indicator eenmaal aan de oplossing is toegevoegd en het evenwicht van dit medium in de tegenovergestelde richting begint te neigen als gevolg van een toename of afname van het hydroniumion (opnieuw, afhankelijk van de aard van de indicator), zal het van kleur veranderen totdat het uiteindelijk verblijf van een nieuwe onveranderlijke kleur.

Indicatorpapieren

Indicatorpapier, met name lakmoespapier, moet in contact komen met de oplossing die discreet moet worden geanalyseerd om nauwkeurig te kunnen meten.

Dat wil zeggen dat het in een vloeibare oplossing er niet volledig in moet worden ingebracht, maar ermee moet worden gedruppeld of kort een monster van de stof moet aanraken.

In het geval van een gasvormige oplossing moet het gas over het oppervlak van het papier gaan om contact te maken en van kleur te veranderen.

pH-meters

Zoals eerder vermeld, werken pH-meters door het elektrische potentiaalverschil tussen een pH- en een referentie-elektrode.

De pH-meter meet de spanning die aanwezig is tussen twee elektroden in een oplossing en geeft het resultaat weer omgerekend naar een bijbehorende pH-waarde.

De apparatuur zelf bestaat uit een paar elektroden - waarvan er één van metaal is en ongevoelig voor de pH van de oplossing - en een eenvoudige elektronische versterker. Voor de kalibratie is de apparatuur gekalibreerd met oplossingen met een bekende pH.

Referenties

1. Carolina. (sf). PH meten: indicatoren, papier en meters. Opgehaald van carolina.com
2. Bedrijf, S. (sf). pH-indicatorbereiken (oplopende pH). Opgehaald van sciencecompany.com
3. LibreTexts. (sf). pH-indicatoren. Opgehaald van chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (sf). pH-indicatordefinitie en voorbeelden. Opgehaald van thoughtco.com
5. Wikipedia. (sf). PH meter. Opgehaald van en.wikipedia.org