Di antara pelbagai bahan organik, terdapat sebatian khas yang dicirikan oleh perubahan warna dalam persekitaran yang berbeza. Sebelum kemunculan meter pH elektronik moden, penunjuk adalah "alat" yang sangat diperlukan untuk menentukan penunjuk asid-bes persekitaran, dan terus digunakan dalam amalan makmal sebagai bahan tambahan dalam kimia analitik, dan juga jika tiada peralatan yang diperlukan..
Penunjuk untuk apa?
Pada mulanya, sifat sebatian ini untuk menukar warna dalam pelbagai media digunakan secara meluas untuk menentukan secara visual sifat asid-bes bahan dalam larutan, yang membantu menentukan bukan sahaja sifat medium, tetapi juga untuk menarik kesimpulan tentang hasil tindak balas yang terhasil. Penyelesaian penunjuk terus digunakan dalam amalan makmal untuk menentukan kepekatan bahan melalui pentitratan dan membolehkan anda mempelajari cara menggunakan kaedah tersusun kerana kekuranganmeter pH moden.
Terdapat beberapa dozen bahan sedemikian, setiap satunya sensitif kepada kawasan yang agak sempit: biasanya ia tidak melebihi 3 mata pada skala kemakluman. Terima kasih kepada pelbagai jenis kromofor dan aktivitinya yang rendah di kalangan mereka sendiri, saintis berjaya mencipta penunjuk universal yang digunakan secara meluas dalam keadaan makmal dan pengeluaran.
Penunjuk pH yang paling banyak digunakan
Adalah diperhatikan bahawa sebagai tambahan kepada sifat pengenalan, sebatian ini mempunyai keupayaan pencelupan yang baik, yang membolehkan ia digunakan untuk mencelup fabrik dalam industri tekstil. Daripada sejumlah besar penunjuk warna dalam kimia, yang paling terkenal dan digunakan ialah metil jingga (metil jingga) dan phenolphthalein. Kebanyakan kromofor lain pada masa ini digunakan bercampur antara satu sama lain, atau untuk sintesis dan tindak balas tertentu.
Metil jingga
Banyak pewarna dinamakan untuk warna utamanya dalam persekitaran neutral, yang juga benar untuk kromofor ini. Metil oren ialah pewarna azo yang mempunyai kumpulan - N=N - dalam komposisinya, yang bertanggungjawab untuk peralihan warna penunjuk kepada merah dalam persekitaran berasid, dan kepada kuning dalam persekitaran alkali. Sebatian Azo sendiri bukanlah bes yang kuat, namun, kehadiran kumpulan penderma elektron (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 dan lain-lain) meningkatkan keasaman salah satu atom nitrogen,yang menjadi mampu melekatkan proton hidrogen mengikut prinsip penderma-penerima. Oleh itu, apabila menukar kepekatan ion H+ dalam larutan, perubahan dalam warna penunjuk asid-bes boleh diperhatikan.
Lebih lanjut tentang membuat metil oren
Dapatkan metil oren melalui tindak balas dengan diazotisasi asid sulfanilik C6H4(SO3H)NH2 diikuti dengan gabungan dimethylaniline C6H5N(CH3)2. Asid sulfanilik dilarutkan dalam larutan alkali natrium dengan menambahkan natrium nitrit NaNO 2, dan kemudian disejukkan dengan ais untuk menjalankan sintesis pada suhu sehampir mungkin kepada 0°C dan asid hidroklorik HCl ditambah. Seterusnya, larutan berasingan dimethylaniline dalam HCl disediakan, yang dituangkan ke dalam larutan pertama apabila disejukkan, mendapatkan pewarna. Ia dialkalikan lagi, dan kristal jingga gelap mendakan daripada larutan, yang, selepas beberapa jam, ditapis dan dikeringkan dalam tab mandi air.
Fenolphthalein
Kromofor ini mendapat namanya daripada penambahan nama dua reagen yang terlibat dalam sintesisnya. Warna penunjuk adalah ketara kerana perubahan warnanya dalam medium beralkali dengan pemerolehan warna raspberi (merah-ungu, raspberi-merah), yang menjadi tidak berwarna apabila larutan dialkalikan dengan kuat. Fenolftalein boleh mengambil beberapa bentuk bergantung pada pH persekitaran, dan dalam persekitaran berasid kuat ia mempunyai warna oren.
Kromofor ini dihasilkan oleh pemeluwapan fenol dan anhidrida phthalic dengan kehadiran zink klorida ZnCl2 atau asid sulfurik pekat H2 SO 4. Dalam keadaan pepejal, molekul fenolftalein ialah kristal tidak berwarna.
Sebelum ini, phenolphthalein digunakan secara aktif dalam penciptaan julap, tetapi secara beransur-ansur penggunaannya berkurangan dengan ketara disebabkan sifat kumulatif yang telah ditetapkan.
Litmus
Penunjuk ini merupakan salah satu reagen pertama yang digunakan pada media pepejal. Litmus ialah campuran kompleks sebatian semula jadi yang diperoleh daripada jenis lichen tertentu. Ia digunakan bukan sahaja sebagai agen pewarna, tetapi juga sebagai cara untuk menentukan pH medium. Ini adalah salah satu penunjuk pertama yang mula digunakan oleh manusia dalam amalan kimia: ia digunakan dalam bentuk larutan akueus atau jalur kertas penapis yang diresapi dengannya. Litmus dalam keadaan pepejal ialah serbuk gelap dengan sedikit bau ammonia. Apabila dilarutkan dalam air tulen, warna penunjuk menjadi ungu, dan apabila berasid, ia menjadi merah. Dalam medium beralkali, litmus bertukar menjadi biru, yang memungkinkan untuk menggunakannya sebagai penunjuk universal untuk penentuan umum penunjuk sederhana.
Tidak mungkin untuk mewujudkan mekanisme dan sifat tindak balas dengan tepat apabila pH berubah dalam struktur komponen litmus, kerana ia boleh merangkumi sehingga 15 sebatian berbeza, sebahagian daripadanyaia mungkin bahan aktif yang tidak boleh dipisahkan, yang merumitkan kajian individu mereka tentang sifat kimia dan fizikal.
Kertas penunjuk universal
Dengan perkembangan sains dan kemunculan kertas penunjuk, penubuhan penunjuk alam sekitar menjadi lebih mudah, kerana kini tidak perlu untuk mempunyai reagen cecair siap sedia untuk sebarang penyelidikan lapangan, yang mana saintis dan saintis forensik masih berjaya digunakan. Jadi, penyelesaian telah digantikan dengan kertas penunjuk universal, yang, disebabkan spektrum tindakan yang luas, hampir menghapuskan sepenuhnya keperluan untuk menggunakan sebarang penunjuk asid-bes lain.
Komposisi jalur yang diresapi mungkin berbeza mengikut pengilang, jadi senarai anggaran bahan mungkin seperti berikut:
- phenolphthalein (0-3, 0 dan 8, 2-11);
- (di)metil kuning (2, 9–4, 0);
- metil jingga (3, 1–4, 4);
- metil merah (4, 2–6, 2);
- bromothymol blue (6, 0–7, 8);
- α‒naphtholphthalein (7, 3–8, 7);
- timol biru (8, 0–9, 6);
- cresolphthalein (8, 2–9, 8).
Pembungkusan semestinya mengandungi piawaian skala warna yang membolehkan anda menentukan pH medium dari 0 hingga 12 (kira-kira 14) dengan ketepatan satu integer.
Antara lain, sebatian ini boleh digunakan bersama dalam larutan akueus dan air-alkohol, yang menjadikan penggunaan campuran sedemikian sangat mudah. Walau bagaimanapun, sesetengah bahan ini mungkin kurang larut dalam air, jadi ia adalah perlupilih pelarut organik universal.
Disebabkan sifatnya, penunjuk asid-bes telah menemui aplikasinya dalam banyak bidang sains, dan kepelbagaiannya telah memungkinkan untuk mencipta campuran universal yang sensitif kepada pelbagai penunjuk pH.
