You are here: Home > Bez kategorii > Wykładnik wodorowy pH. Teoria wskaźników

Wykładnik wodorowy pH. Teoria wskaźników

Pomiędzy stężeniami jonów H i OH- w rozcieńczonych wodnych roztworach elektrolitów istnieje więc ścisła zależność, wyrażona równaniem (VI,14). Znając [H ] można zawsze obliczyć [OH-] i odwrotnie. Dla scharakteryzowania kwasowości lub zasadowości roztworu można podawać stale stężenie tego samego rodzaju jonów, mianowicie jonów H. Że jednak zazwyczaj stężenie to wyrażone jest liczbą bardzo małą (zwłaszcza gdy chodzi o roztwory zasadowe), więc dla wygody zamiast samego stężenia podaje się jego logarytm dziesiętny. Logarytm ten we wszystkich prawie spotykanych w praktyce przypadkach jest liczbą ujemną. Umówiono się więc po prostu pomijać przed nim znak minus. Kwasowość lub zasadowość roztworu charakteryzuje więc logarytm .stężenia (ściślej aktywności) jonów wodorowych z przeciwnym znakiem, zwany wykładnikiem wodorowym i oznaczany symbolem pH (S dren sen, 1903): PH = – log10[H-] = log10 —. (VI, 15)

W roztworach obojętnych [H ] = [OH-] = 10-7, więc pH = 7 dla roztworów kwaśnych, gdzie [H+]>10—7, mamy pH<7 dla roztworów zasadowych zaś pH > 7, gdyż [H 1 ] < 10—'7.

Najczęściej stosowana metoda oznaczania pH polega na obserwowaniu zmiany barwy, jakiej doznają zależnie od kwasowości roztworu niektóre barwniki organiczne, noszące nazwę wskaźników lub indykatorów. Do najczęściej używanych wskaźników należą: lakmus, oranż metylowy i fenoloftaleina. Pod względem chemicznym są to bardzo słabe kwasy lub zasady. Obserwowane zmiany barwy wynikają stąd, że jony tych słabych elektrolitów są inaczej zabarwione niż cząsteczki niezdysocjonowane. Na przykład fenoloftaleina zachowuje się w roztworze jak bardzo słaby kwas, w znikomym tylko stopniu zdysocjo- wany w myśl równania: HFt H + Ft- (Ft oznacza tu anion fenoloftaleiny).

Cząsteczki fenoloftaleiny są bezbarwne, aniony nadają roztworowi intensywną barwę wiśniowoczerwoną. Do dysocjacji fenoloftaleiny można zastosować prawo działania mas: [HFt]

Barwa roztworu zależy od stosunku steżeń , ten zas zmienia y ‚ [Ftl ’ się stopniowo ze zmianą [H ] w roztworach kwaśnych i obojętnych przeważają bezbarwne cząsteczki HFt, w zasadowych — zabarwione aniony Ft ‚. Zmiana barwy wskaźnika nie następuje więc wobec ściśle określonego pH, lecz w pewnych szerszych lub węższych granicach, zależnie od rodzaju wskaźnika, w szczególności od jego stałej dysocjacji K. Dla fenoloftaleiny zmiana barwy następuje w obszarze pH od 8,2 do 10, a więc w roztworach słabo zasadowych. Oranż metylowy, który wobec małych pH {w roztworach kwaśnych) zabarwiony jest różowo, zmienia barwę ze wzrostem pH poprzez pomarańczową na żółtą. Zmiana ta następuje w granicach pH od 3,1 do 4,4, a więc jeszcze w roztworach kwaśnych. Znanych jest obecnie kilkadziesiąt różnych wskaźników, których obszary zmiany barwy pokrywają skalę pH od 1 do 12—13. Dla ważniejszych spośród nich odnośne dane zestawiono w tablicy 8.

Leave a Reply