Hvordan oppdager et pH-papir syre eller base? Hva er forskjellen mellom pH-papir og lakmuspapir?


Svar 1:

Et pH-papir er impregnert med et kjemikalie (eller serie kjemikalier) hvis kromatofor har en annen farge ved forskjellige pH-konsentrasjoner.

bilde av 7-Hydroxy-1H-fenoxazin-1-one, fra Wikipedia

Litmuspapir er bare en av mange forskjellige typer pH-papirer, selv om lakmus ifølge den koblede artikkelen ble brukt for første gang rundt 1300 e.Kr. av den spanske alkymisten Arnaldus de Villa Nova, og den kjemiske strukturen som var ansvarlig for fargen på litmuspapir ( 7-Hydroxy-1H-fenoxazin-1-on) finnes naturlig i et antall blå lav, vanligvis til stede i et antall nær beslektede forbindelser kjent som Orcein og isolert fra laven Roccella tinctoria.

bilde fra Universal indikator - Wikipedia

Utvalget av farger som finnes i de fleste pH-papirer avhenger vanligvis av tilstedeværelsen av flere indikatorkjemikalier. I tilfelle av pH-papir har kjemikalier som tymolblått, metylrødt, bromotymolblått og fenolftalein hver en annen farge, avhengig av hva pH-verdien er av løsningen er.

Ved veldig lav pH, for eksempel, er tymolblått en rødlig farge, fordi den kjemiske formen for den tymolblå forbindelsen er fullstendig protonert.

bilder fra Thymol blue - Wikipedia

ved høyere pH, mister kjemikaliet et proton og danner en ionisk forbindelse, hvis farge er nærmere gul. Når pH blir enda høyere, mister forbindelsen et andre proton og danner en forbindelse hvis farge er blå.

Når du har forbindelser på papiret som har både blåaktig og gulaktig farge, blir denne fargeblandingen oppfattet som grønn. Så ved å ha en serie fargestoffer som har forskjellige farger i forskjellige pH-områder, får du et fint opplevd spekter av farger over hele pH-området.

bilde fra Universal indikator - Wikipedia

Mellengelsk litmose, av skandinavisk opprinnelse; beslektet med gamle norrøne litmosi urter brukt i farging, fra litr farge (i likhet med gammelengelsk hvite lysstyrke, utseende) + mosi mose; i slekt med Old English mōs moss (Definisjon av Litmus- Merriam Webster Dictionary)

Litmus betyr bokstavelig talt "fargen på mose", selv om bruken av den som en enkel test for å skille mellom syrer og baser (blå for base, rosa for syre) har størknet uttrykket i en rekke relaterte setninger. Når som helst noe kan bestemmes sant eller usant med en enkel test som indikerer at en klar fargeforskjell sies å ha en "lakmus" -test, enten det er relatert til fargen på mose eller måler syrer eller baser. Det skal bemerkes at den nøyaktige pH-verdien hvor en spesiell indikatorfarge gjør sin overgang fra den ene fargen til den andre avhenger av et antall faktorer, og kan påvirkes av tilstedeværelsen av andre kjemikalier som kan forandre fargen, så som isopropanol ( å gni alkohol).

Dette kan veldig tydelig sees med indikatoren bromotymolblå, hvis protonerte og ubeskyttede former er i forskjellige konsentrasjoner ved forskjellige pH-nivåer:

bilde fra Bromothymol blå - Wikipedia

ved pH 2 er de bromothymolblå molekylene alle fullstendig protonerte og fargen på løsningen er veldig lys gul. Ved pH 8 er bromothymolblå molekyler fullstendig deprotonert og fargen er veldig lys blå. Imidlertid, over området pH-konsentrasjoner som er avbildet mellom, oppfatter du imidlertid direkte at noen av de bromothymolblå molekylene er protonerte, og andre er avprotonert, fordi likevekten for den reversible reaksjonen bare skyves til et mellomliggende punkt. Faktisk kan du direkte måle konsentrasjonen av hver av de forskjellige formene ved å måle absorpsjonen av lys på forskjellige bølgelengder, selv om fargen ser ut til å være i et kontinuum eller et spektrum inkludert gul, grønn og blå, er det ingen "grønn ”Bromotymolblått molekylform.

Den protonerte formen av bromotymolblått har sin toppabsorpsjon ved 427 nm og overfører dermed gult lys i sure oppløsninger, og den avprotonerte formen har sin toppabsorpsjon ved 602 nm og overfører dermed blått lys i mer basiske løsninger. Bromothymol blå - Wikipedia

En lakmustest reagerer ikke på tilstedeværelsen eller fraværet av protoner, hydroniumioner eller hydroksydioner - den gjennomgår snarere en kjemisk endring hvis likevekt påvirkes av tilstedeværelsen eller fraværet av en betydelig konsentrasjon av disse typer ioner. Under nesten alle omstendigheter krever fargeforandring tilstedeværelsen av et løsningsmiddel for å endre farge, og blått lakmuspapir eller rødt lakmuspapir farges slik at det tørkes i nærvær av kjemikalier (typisk buffere) som holder forbindelsen i ønsket kjemisk form.