ความหมายและตัวอย่างตัวบ่งชี้กรด – เบส ตัวชี้วัดความเป็นกรดในเคมี

ความหมายของตัวบ่งชี้กรด – เบส

ตัวบ่งชี้ของกรดเบสเป็นทั้งกรดอ่อนหรือฐานอ่อนแอที่แสดงการเปลี่ยนแปลงสีตามความเข้มข้นของไฮโดรเจน (H + ) หรือไฮดรอกไซ (OH  ) ไอออนเปลี่ยนแปลงในสารละลาย ตัวชี้วัดระดับกรดส่วนใหญ่มักใช้ในการไตเตรทเพื่อหาจุดสิ้นสุดของปฏิกิริยากรด – เบส พวกเขายังใช้ในการวัดค่า pH และการสาธิตการเปลี่ยนแปลงสีที่น่าสนใจ

หรือเป็นที่รู้จักอีกอย่างว่า: ตัวบ่งชี้ค่า pH

ตัวอย่างตัวบ่งชี้กรด – เบส

บางทีตัวบ่งชี้ค่า pH ที่รู้จักกันดีคือไฟลั่ม ไธมัลบลูเท็กซ์ออนสีแดงและเมธิลออเร้นจ์เป็นตัวบ่งชี้กรดเบสทั้งหมด กะหล่ำปลีแดงสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้กรดเบส

วิธีการทำงานของตัวบ่งชี้กรด – เบส

ถ้าตัวบ่งชี้เป็นกรดอ่อนกรดและฐานผันของมันมีสีแตกต่างกัน หากตัวบ่งชี้เป็นฐานที่อ่อนแอฐานและกรด conjugate ของมันแสดงสีที่แตกต่างกัน

สำหรับตัวบ่งชี้กรดอ่อนแอที่มีสูตรจำพวก HIN สมดุลจะถึงในสารละลายตามสมการทางเคมี:

HIn (aq) + H 2 O (l) ↔ In  (aq) + H 3 O + (aq)

HIn (aq) เป็นกรดซึ่งเป็นสีที่แตกต่างจากฐาน In  (aq) เมื่อความเป็นกรด – ด่างต่ำความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน H 3 O +สูงและสมดุลอยู่ทางซ้ายทำให้เกิดสี A ที่ความเป็นกรด – ด่างสูงความเข้มข้นของ H 3 O +อยู่ในระดับต่ำดังนั้นความสมดุลจึงมีแนวโน้มไปทางขวา ด้านข้างของสมการและสี B จะปรากฏขึ้น

ตัวอย่างของตัวบ่งชี้กรดอ่อนคือ phenolphthalein ซึ่งไม่มีสีเป็นกรดอ่อน แต่ละลายในน้ำเพื่อสร้างม่วงแดงหรือม่วงแดง ในการแก้ปัญหาที่เป็นกรดสมดุลจะอยู่ทางซ้ายเพื่อแก้ปัญหาจะไม่มีสี (ไอออนแดงม่วงน้อยเกินไปที่จะมองเห็นได้) แต่เมื่อเพิ่ม pH สมดุลจะเลื่อนไปทางขวาและเห็นสีม่วงแดง

ค่าคงที่ของค่าคงที่สำหรับปฏิกิริยาสามารถหาได้โดยใช้สมการดังนี้

In = [H 3 O + ] [In  ] / [HIn]

โดยที่ K Inเป็นค่าคงที่ของการแยกตัวบ่งชี้ การเปลี่ยนสีเกิดขึ้นเมื่อจุดที่ความเข้มข้นของกรดและแอนไอออนมีค่าเท่ากัน:

[HIn] = [ใน ]

ซึ่งเป็นจุดที่ครึ่งหนึ่งของตัวบ่งชี้อยู่ในรูปกรดและอีกครึ่งหนึ่งเป็นฐานผันของมัน

นิยามคำจำกัดความสากล

ตัวบ่งชี้ชนิดกรดโดยเฉพาะคือตัวบ่งชี้สากลซึ่งเป็นส่วนผสมของตัวบ่งชี้หลายตัวที่ค่อยๆเปลี่ยนสีในช่วง pH กว้าง ตัวชี้วัดที่ได้รับเลือกเพื่อผสมไม่กี่หยดกับสารละลายจะผลิตสีที่สามารถเชื่อมโยงกับค่าพีเอชโดยประมาณ

ตารางตัวชี้วัดค่า PH ทั่วไป

พืชหลายชนิดและสารเคมีในครัวเรือนสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ค่า pH ได้แต่ในการตั้งค่าห้องปฏิบัติการเหล่านี้เป็นสารเคมีที่ใช้กันมากที่สุดในฐานะตัวชี้วัด:

ตัวบ่งชี้ สีกรด สีฐาน ช่วง pH เภสัชจลนศาสตร์ใน
thymol blue (การเปลี่ยนแปลงครั้งแรก) สีแดง สีเหลือง 1.5
เมธิลส้ม สีแดง สีเหลือง 3.7
สีเขียว bromocresol สีเหลือง สีน้ำเงิน 4.7
เมธิลแดง สีเหลือง สีแดง 5.1
สีน้ำเงิน bromothymol สีเหลือง สีน้ำเงิน 7.0
สีแดงฟีนอล สีเหลือง สีแดง 7.9
thymol blue (การเปลี่ยนแปลงครั้งที่สอง) สีเหลือง สีน้ำเงิน 8.9
phenophthalein ไม่มีสี สีม่วงแดงเข้ม 9.4

สี “กรด” และ “ฐาน” เป็นญาติกัน

นอกจากนี้โปรดทราบว่าตัวชี้วัดที่เป็นที่นิยมบางตัวแสดงการเปลี่ยนแปลงสีมากกว่าหนึ่งสีเนื่องจากกรดอ่อนหรือฐานอ่อนจะแยกตัวออกมากกว่าหนึ่งครั้ง