Definicja i przykłady wskaźnika kwasowo-zasadowego

W chemii i gotowaniu wiele substancji rozpuszcza się w wodzie, dzięki czemu staje się kwasowa lub zasadowa / zasadowa. Roztwór podstawowy ma wartość pH wyższą niż 7, natomiast roztwór kwasowy ma wartość pH mniejszą niż 7. Roztwory wodne o pH 7 uważa się za obojętne.Baza kwasowa wskaźniki są to substancje stosowane z grubsza do określenia, gdzie roztwór spada na skalę pH.

Wskaźnik kwasowo-zasadowy to albo słaby kwas lub słaba baza który wykazuje zmianę barwy jako stężenie wodoru (H⁺) lub wodorotlenek (OH^-) jony zmiany w roztwór wodny. Wskaźniki kwasowo-zasadowe są najczęściej stosowane w miareczkowaniu w celu określenia punktu końcowego reakcji kwasowo-zasadowej. Służą również do pomiaru wartości pH i do ciekawych pokazów naukowych dotyczących zmiany kolorów.

Znany również jako: wskaźnik pH

Być może najbardziej znanym wskaźnikiem pH jest lakmus. Błękit tymolowy, czerwony fenolowy i pomarańczowy metylowy są powszechnymi wskaźnikami kwasowo-zasadowymi.

Jeśli wskaźnikiem jest słaby kwas, kwas i jego sprzężona zasada mają różne kolory. Jeśli wskaźnikiem jest słaba zasada, zasada i jej sprzężony kwas mają różne kolory.

W przypadku wskaźnika słabego kwasu o wzorze rodzaju HIn równowagę osiąga się w roztworze zgodnie z równaniem chemicznym:

HIn (aq) + H₂O (l) ↔ In^-(aq) + H₃O⁺(aq)

HIn (aq) to kwas, który ma inny kolor niż zasada In^-(aq). Gdy pH jest niskie, stężenie jonu hydroniowego H.₃O⁺ jest wysoki, a równowaga jest w lewo, co daje kolor A. Przy wysokim pH stężenie H₃O⁺ jest niski, więc równowaga zmierza w kierunku prawej strony równania i wyświetlany jest kolor B.

Przykładem wskaźnika słabego kwasu jest fenoloftaleina, która jest bezbarwna jak słaby kwas, ale dysocjuje w wodzie, tworząc anionę magenta lub czerwono-purpurową. W kwaśnym roztworze równowaga jest po lewej stronie, więc roztwór jest bezbarwny (za mało anionu magenta być widoczne), ale wraz ze wzrostem pH równowaga przesuwa się w prawo i widoczny jest kolor karmazynowy.

Stałą równowagi dla reakcji można wyznaczyć za pomocą równania:

K._W = [H₃O⁺][W^-] / [HIn]

gdzie K_W jest stałą dysocjacji wskaźnika. Zmiana koloru następuje w punkcie, w którym stężenie kwasu i zasady anionowej jest równe:

[HIn] = [In^-]

który jest punktem, w którym połowa wskaźnika jest w formie kwasowej, a druga połowa to jego sprzężona zasada.

Szczególnym typem wskaźnika kwasowo-zasadowego jest uniwersalny wskaźnik, która jest mieszaniną wielu wskaźników, które stopniowo zmieniają kolor w szerokim zakresie pH. Wskaźniki są wybierane, więc zmieszanie kilku kropli z roztworem da kolor, który można powiązać z przybliżoną wartością pH.

Kilka roślin i chemii gospodarczej może być stosowany jako wskaźnik pH, ale w warunkach laboratoryjnych są to najczęściej stosowane chemikalia stosowane jako wskaźniki:

Kolory „kwasowy” i „zasadowy” są względne. Należy również zauważyć, że niektóre popularne wskaźniki wykazują więcej niż jedną zmianę koloru, ponieważ słaby kwas lub słaba zasada dysocjują więcej niż jeden raz.

• Wskaźniki kwasowo-zasadowe są chemikaliami stosowanymi do ustalenia, czy wodny roztwór jest kwaśny, obojętny czy zasadowy. Ponieważ kwasowość i zasadowość odnoszą się do pH, mogą być również znane jako wskaźniki pH.
• Przykłady wskaźników kwasowo-zasadowych obejmują papier lakmusowy, fenoloftaleinę i sok z czerwonej kapusty.
• Wskaźnik kwasowo-zasadowy jest słabym kwasem lub słabą zasadą, która dysocjuje w wodzie, dając słaby kwas i jego sprzężoną zasadę lub słabą zasadę i jej sprzężony kwas. Gatunek i jego koniugat mają różne kolory.
• Punkt, w którym wskaźnik zmienia kolory, jest różny dla każdej substancji chemicznej. Istnieje zakres pH, powyżej którego wskaźnik jest użyteczny. Tak więc wskaźnik, który może być dobry dla jednego rozwiązania, może być złym wyborem do przetestowania innego rozwiązania.
• Niektóre wskaźniki faktycznie nie potrafią zidentyfikować kwasów lub zasad, ale mogą jedynie podać przybliżone pH kwasu lub zasady. Na przykład pomarańcza metylowa działa tylko przy kwaśnym pH. Byłby tego samego koloru powyżej pewnego pH (kwaśnego), a także przy wartościach neutralnych i zasadowych.