مؤشرات PH أنواع المؤشرات وكيفية عملها

ال مؤشرات الرقم الهيدروجيني وهي ضرورية لتحديد كمية الرقم الهيدروجيني الموجودة في وسط معين. عندما نتحدث عن مفهوم الرقم الهيدروجيني ، فإنه يمثل تركيز أيونات الهيدرونيوم (H₃O⁺) موجود في محلول مائي.

وبالمثل ، يتم قياسه على مقياس لوغاريتمي سلبي بين 0 و 14 ، حيث تعتبر الحلول ذات الأس الهيدروجيني الأقل من 7 حمضية ، ومحلول الأس الهيدروجيني أكبر من 7 تعتبر أساسية والحلول ذات الأس الهيدروجيني تساوي 7 تعتبر حلول محايدة. يتم التعبير عن هذه المعلمة كما يلي مع معادلة Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log₁₀ ([A^-] / [HA]).

في التعبير السابق ، تمثل pKa اللوغاريتم السلبي لثابت تفكك الحمض والتراكيز المولية [A^-] و [HA] هم الحمض الضعيف وقاعدته المترافقة ، على التوالي. معرفة درجة الحموضة تسمح بدراسة نوعية المياه والغذاء ، وتكون قادرة على الحفاظ على التكرار لمنتج كيميائي مفصل.

مؤشر

• 1 أنواع
  • 1.1 المؤشرات السائلة
  • 1.2 أوراق المؤشر
  • 1.3 درجة الحموضة متر
• 2 كيف تعمل؟?
  • 2.1 المؤشرات السائلة
  • 2.2 أوراق المؤشر
  • 2.3 درجة الحموضة متر
• 3 المراجع

نوع

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من مؤشرات الأس الهيدروجيني: مؤشرات قاعدة الحمض السائل ، والتي تعمل وفقًا لمجموعة معينة من الأس الهيدروجيني ؛ تتم إضافة الأوراق والمواد المؤشر الأخرى التي تغير اللون كعينة سائلة أو غازية على سطحها ؛ ودرجة الحموضة الرقمية متر ، والتي تقيس الفرق الكهربائية المحتملة بين قطبين.

مؤشرات السائل

المؤشرات السائلة هي أحماض ضعيفة أو قواعد عضوية لها ألوان متغيرة وفقًا لشكلها الحمضي أو الأساسي. هذه تعمل ضمن نطاقات محدودة ، متباينة في اللون بمجرد الوصول إليها ، وتتوقف عن تغيير اللون عند الوصول إلى الحد الأقصى لمستوى النطاق.

للعمل ، يجب استخدامها فقط في الحلول التي يمكن فيها ملاحظة تغيير اللون (ويفضل أن يكون عديم اللون).

هناك عدد كبير من المؤشرات السائلة بألوان مختلفة ونطاقات الأس الهيدروجيني ، بما في ذلك الأحمر الكريزول (من الأحمر إلى الأصفر في نطاق من 0.2 إلى 1.8) ، أحمر الميثيل (الأحمر إلى الأصفر في مجموعة من 4). ، 2 إلى 6.2) ، بروموكرسول الأخضر (الوردي إلى الأزرق / الأخضر إلى 4.2 إلى 5.2) ، والفينول فثالين (عديم اللون إلى الوردي في حدود من 8.0 إلى 10.0).

هذه المؤشرات شائعة للحصول على درجات في الكيمياء التحليلية ، على الرغم من أنه يجب أن يكون لديك مستوى معين من التدريب لتنفيذ هذه الممارسة بدقة..

أوراق المؤشر

هناك عدة أنواع من الورق تستخدم لقياس درجة الحموضة ، ولكن أشهرها هو ورقة عباد الشمس ، المصنوع من مسحوق يأتي من الأشنات.

يتم استخدام ورقة عباد الشمس لمعرفة ما إذا كان المحلول السائل أو الغازي حامضيًا أو أساسيًا (دون معرفة ما سيكون الرقم الهيدروجيني الدقيق له أو تقديره) ، ويأتي في عرضين: الأزرق والأحمر.

تتحول ورقة عباد الشمس الزرقاء إلى اللون الأحمر في الظروف الحمضية ، بينما يتغير لون ورقة عباد الشمس الحمراء إلى اللون الأزرق في الظروف الأساسية أو القلوية ، ويمكن إعادة تدويرها لإجراء الاختبار في الاتجاه المعاكس بمجرد تغير لون الورقة بالفعل.

القيود المعروفة للورق - مثل عدم قدرتها على تقديم قيمة pH دقيقة أو مقدرة والقدرة على التغيير إلى ألوان أخرى عندما تتفاعل مع مركبات معينة - تسببت في استبدالها بمؤشرات سائلة و / أو متر pH.

درجة الحموضة متر

يولد جهاز قياس درجة الحموضة من حاجة محللي المختبر للحصول على القيم الدقيقة لهذه المعلمة ، وهو الأمر الذي لم يكن ممكنا مع المؤشرات الورقية أو المؤشرات السائلة.

وهي تستند إلى قياس فرق الجهد الكهربائي بين درجة الحموضة في القطب والقطب المرجعي.

يتم شرح تشغيل أجهزة قياس درجة الحموضة هذه بمزيد من العمق في القسم التالي ، ولكن بشكل عام تعتبر هذه المؤشرات أكثر دقة بامتياز ، حيث توفر رقمًا دقيقًا (بدقة 0.01 وحدة من درجة الحموضة) للمعلمة والعد مع حساسية وسرعة متفوقة على طريقتين أخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكنهم أيضًا قياس الخصائص الأخرى ، مثل المواد الصلبة الذائبة والتوصيل الكهربائي ودرجة حرارة المحلول.

العيب الوحيد لهذا النوع من أجهزة قياس درجة الحموضة هو أنها أجهزة حساسة ، بالإضافة إلى المعايرة الأولية التي يجب القيام بها من قبل عازف أو خبير في المعدات ، سوف تحتاج أيضًا إلى تنظيفها بانتظام لمنع الأقطاب من تراكم المواد في هذه.

كيف تعمل؟?

مؤشرات السائل

تغير المؤشرات السائلة اللون من خلال عمل البروتون أو الإزالة في هيكلها (حسب الطبيعة الأساسية أو الحمضية للمؤشر) ، والتي تستند إلى توازن التفاعل ، وبالتالي: HIn + H₂يا ↔ ح₃O⁺ + في^-

أي بمجرد أن يتم إضافة المؤشر إلى الحل ، إذا بدأ توازن هذا الوسيط في الاتجاه المعاكس بزيادة أو تقليل أيون الهيدرونيوم (مرة أخرى ، حسب طبيعة المؤشر) ، فسوف يتغير لونه حتى النهاية البقاء لون جديد ثابت.

أوراق المؤشر

يجب أن تتلامس أوراق المؤشرات ، وخاصة ورقة عباد الشمس ، مع الحل الذي يتعين تحليله تكتمًا حتى تكون قادرة على القياس بدقة.

أي أنه في محلول سائل لا يجب إدخاله بالكامل ، ولكن يجب أن يقطر به أو يلمس عينة من المادة لفترة وجيزة.

في حالة وجود محلول غازي ، يجب أن يمر الغاز فوق سطح الورقة للسماح له بالاتصال وتغيير لونه.

درجة الحموضة متر

كما ذكر أعلاه ، تعمل عدادات الأس الهيدروجيني بسبب الاختلاف الكهربائي المحتمل بين قطب الأس الهيدروجيني والإلكترود المرجعي..

يقيس جهاز قياس الرقم الهيدروجيني الجهد الموجود بين قطبين في محلول ويوضح النتيجة المحولة إلى قيمة الرقم الهيدروجيني المقابلة.

يتكون الجهاز نفسه من زوج من الأقطاب الكهربائية - أحدهما معدني وغير حساس لدرجة الحموضة في المحلول - ومكبر صوت إلكتروني بسيط. للمعايرة ، يتم معايرة المعدات مع حلول الرقم الهيدروجيني المعروفة.

مراجع

1. كارولينا. (بدون تاريخ). قياس درجة الحموضة: المؤشرات والورق والعدادات. تم الاسترجاع من carolina.com
2. شركة ، س. نطاقات مؤشر الرقم الهيدروجيني (تصاعدياً الرقم الهيدروجيني). تم الاسترجاع من موقع sciencecompany.com
3. LibreTexts. (بدون تاريخ). مؤشرات الرقم الهيدروجيني. تم الاسترجاع من chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (بدون تاريخ). تعريف مؤشر الرقم الهيدروجيني وأمثلة. تم الاسترجاع من thinkco.com
5. ويكيبيديا. (بدون تاريخ). PH متر. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org