Cum detectează o hârtie cu pH acid sau bază? Care este diferența dintre hârtia cu pH și hârtie litmus?


Răspunsul 1:

O hârtie cu pH este impregnată cu un produs chimic (sau o serie de substanțe chimice) al cărui cromatofor are o culoare diferită la diferite concentrații de pH.

imaginea 7-Hydroxy-1H-fenoxazin-1-one, de pe Wikipedia

Hârtia Litmus este doar unul dintre mai multe tipuri diferite de hârtii cu pH, deși conform articolului legat, litmusul a fost folosit pentru prima dată în jurul anului 1300 d.Hr. de către alchimistul spaniol Arnaldus de Villa Nova, și structura chimică responsabilă pentru culoarea hârtiei litmus ( 7-Hidroxi-1 H-fenoxazin-1-onă) se găsește în mod natural într-un număr de licheni albastri, prezenți în mod obișnuit într-o serie de compuși strâns legați, cunoscuți ca Orceină și izolați de licenul Roccella tinctoria.

imagine din indicator universal - Wikipedia

Gama de culori găsite în majoritatea hârtiei cu pH depinde de obicei de prezența mai multor substanțe chimice indicatoare / În cazul hârtiei cu pH, substanțele chimice precum albastru timol, roșu de metil, albastru bromotimol și fenolftaleină au fiecare o culoare diferită, în funcție de pH-ul. a soluției este.

La un pH foarte scăzut, de exemplu, albastru timol este o culoare roșiatică, deoarece forma chimică a compusului albastru timol este complet protonizat.

imagini din albastru Thymol - Wikipedia

la un pH mai mare, substanța chimică pierde un proton și formează un compus ionic, a cărui culoare este mai aproape de galben. Pe măsură ce pH-ul devine și mai mare, compusul pierde un al doilea proton și formează un compus a cărui culoare este albastră.

Când aveți compuși pe hârtie a căror culoare este atât albăstrui cât și gălbuie, acest amestec de culori este perceput ca verde. Deci, având o serie de coloranți a căror culoare este diferită la diferite intervale de pH, obțineți un spectru de culori perceput frumos pe întreaga gamă de pH.

imagine din indicator universal - Wikipedia

Litmose engleză mijlocie, de origine scandinavă; asemănător cu ierburile litmosi Old Norse folosite la vopsire, de la culoarea litr (asemănător cu strălucirea wlite engleză veche, aspect) + mosi mosi; asemănător cu Old English mōs moss (Definiția Litmus- Dicționarul Merriam Webster)

Litmus înseamnă literalmente „culoarea mușchiului”, deși utilizarea sa ca un test simplu pentru a distinge acizii și bazele (albastru pentru bază, roz pentru acid) a solidificat termenul într-o serie de fraze înrudite. Oricând ceva poate fi determinat adevărat sau fals cu un test simplu care indică o diferență clară de culoare se spune că are un test „litmus”, indiferent dacă este sau nu legat de culoarea mușchiului sau măsoară acizi sau baze. Trebuie remarcat faptul că pH-ul exact la care o anumită culoare indicator face tranziția de la o culoare la alta depinde de o serie de factori și poate fi influențat de prezența altor substanțe chimice care pot schimba culoarea, cum ar fi izopropanolul ( spirt).

Acest lucru se poate vedea foarte clar cu indicatorul albastru de bromotimol, ale cărui forme protonate sau neprotejate sunt în concentrații diferite la niveluri de pH diferite:

imagine din Bromothymol albastru - Wikipedia

la pH 2, moleculele albastru de bromotimol sunt protonate complet, iar culoarea soluției este de un galben foarte strălucitor. La pH 8, moleculele de albastru de bromotimol sunt complet deprotonate, iar culoarea este de un albastru foarte strălucitor. Cu toate acestea, în intervalul de concentrații de pH redate între ele, percepeți direct că unele dintre moleculele de bromotimol albastru sunt protonate, iar altele sunt deprotonate, deoarece echilibrul pentru reacția reversibilă este împins doar într-un punct intermediar. De fapt, puteți măsura direct concentrația fiecăreia dintre formele distincte, măsurând absorbția luminii la diferite lungimi de undă, chiar dacă culoarea pare într-un continuu sau spectru, inclusiv galben, verde și albastru, nu există „verde ”Se formează molecula de bromotimol albastru.

Forma protonată de albastru bromotimol are absorbția maximă la 427 nm, transmitând astfel lumină galbenă în soluții acide, iar forma deprotonată are absorbția maximă la 602 nm, transmitând astfel lumină albastră în soluții mai de bază. Bromotimol albastru - Wikipedia

Un test de litmus nu răspunde la prezența sau absența protonilor, ionilor de hidroniu sau a ionilor de hidroxid - mai degrabă suferă o schimbare chimică al cărui echilibru este influențat de prezența sau absența unei concentrații semnificative a acestor tipuri de ioni. În aproape toate circumstanțele, schimbarea de culoare necesită prezența unui solvent pentru a-și schimba culoarea, iar hârtia litmus albastru sau hârtia roșie este colorată, deoarece este uscată în prezența substanțelor chimice (de obicei tampoane) care conțin compusul în forma chimică dorită.