Jak pH papír detekuje kyselinu nebo bázi? Jaký je rozdíl mezi pH papírem a lakmusovým papírem?


Odpověď 1:

Papír s pH je impregnován chemikálií (nebo řadou chemikálií), jejíž chromatofor je odlišná barva při různých koncentracích pH.

obrázek 7-Hydroxy-1H-fenoxazin-1-on, from Wikipedia

Litmus papír je jen jedním z mnoha různých typů papírů o pH, ačkoli podle propojeného článku byl litmus poprvé použit kolem roku 1300 nl španělským alchymistou Arnaldusem de Villa Nova a chemickou strukturou odpovědnou za barvu lakmusového papíru ( 7-Hydroxy-lH-fenoxazin-l-on) se přirozeně vyskytuje v řadě modrých lišejníků, typicky přítomných v řadě úzce příbuzných sloučenin známých jako Orcein a izolovaných z lišejníků Roccella tinctoria.

obrázek z Universal indicator - Wikipedia

Rozsah barev nalezený ve většině papírů na pH obvykle závisí na přítomnosti několika indikátorových chemikálií / V případě papírů na pH mají chemikálie jako thymolová modrá, methylová červená, bromtymolová modrá a fenolftalein každá jinou barvu v závislosti na tom, jaké pH je řešení je.

Například při velmi nízkém pH je thymolová modrá načervenalá barva, protože chemická forma sloučeniny thymolové modře je zcela protonována.

obrázky z Thymol blue - Wikipedia

při vyšším pH ztratí chemická látka proton a vytvoří iontovou sloučeninu, jejíž barva je blíže žluté. Když se pH ještě zvýší, ztratí sloučenina druhý proton a vytvoří sloučeninu, jejíž barva je modrá.

Pokud máte na papíře sloučeniny, jejichž barva je namodralá a nažloutlá, je tato směs barev vnímána jako zelená. Tím, že máte řadu barviv, jejichž barva se liší v různých rozsazích pH, ​​získáte pěkně vnímané spektrum barev v celém rozsahu pH.

obrázek z Universal indicator - Wikipedia

Středoevropská litmose skandinávského původu; blízké staré norské litmosi byliny používané při barvení, od litrové barvy (blízká staroanglickému wlite jasu, vzhledu) + mosi mech; podobný staroanglickému mechu (Definition of Litmus - Merriam Webster Dictionary)

Litmus doslova znamená „barvu mechu“, ačkoli jeho použití jako jednoduchý test pro odlišení kyselin a zásad (modrý pro bázi, růžový pro kyselinu) tento termín zpevnil v řadě souvisejících frází. Kdykoli může být něco určeno jako pravdivé nebo nepravdivé pomocí jednoduchého testu, který ukazuje na jasný barevný rozdíl, říká se, že má „lakmusový“ test, ať už jde o barvu mechu nebo o měření kyselin nebo zásad. Je třeba poznamenat, že přesná hodnota pH, při které konkrétní indikátorová barva přechází z jedné barvy na druhou, závisí na řadě faktorů a může být ovlivněna přítomností dalších chemikálií, které mohou barvu změnit, jako je isopropanol ( tření alkoholu).

To lze velmi jasně vidět u indikátorové bromtymolové modři, jejíž protonované versus nechráněné formy jsou v různých koncentracích při různých úrovních pH:

obrázek Bromothymol blue - Wikipedia

při pH 2 jsou molekuly bromtymolové modři plně protonovány a barva roztoku je velmi jasně žlutá. Při pH 8 jsou molekuly bromtymolové modři plně deprotonovány a barva je velmi jasně modrá. V rozmezí hodnot pH zobrazených mezi nimi však přímo vnímáte, že některé molekuly bromtymolové modři jsou protonovány a jiné jsou deprotonovány, protože rovnováha pro reverzibilní reakci je posunuta pouze do přechodného bodu. Ve skutečnosti můžete přímo měřit koncentraci každé z odlišných forem měřením absorpce světla na různých vlnových délkách, i když se barva zdá být v kontinuu nebo ve spektru včetně žluté, zelené a modré, neexistuje „zelená“ ”Forma molekuly bromtymolové modři.

Protonovaná forma bromtymolové modři má svou maximální absorpci při 427 nm, čímž propouští žluté světlo v kyselých roztocích, a deprotonovaná forma má svou maximální absorpci při 602 nm, čímž propouští modré světlo ve více bazických roztocích. Bromothymol modrá - Wikipedia

Lakmusový test nereaguje na přítomnost nebo nepřítomnost protonů, hydroniových iontů nebo hydroxidových iontů - spíše prochází chemickou změnou, jejíž rovnováha je ovlivněna přítomností nebo nepřítomností významné koncentrace těchto typů iontů. Téměř za všech okolností vyžaduje změna barvy přítomnost rozpouštědla, aby se změnila barva, a modrý lakmusový papír nebo červený lakmusový papír je zbarven tak, že je sušen v přítomnosti chemikálií (obvykle pufrů), které drží sloučeninu v požadovaná chemická forma.