A sav-bázis mutató meghatározása és példái

A kémia és a főzés során sok anyag feloldódik a vízben, savas vagy bázikus / lúgossá válva. Egy bázikus oldat pH-ja 7-nél nagyobb, míg a savas oldat pH-ja 7-nél alacsonyabb. A 7-es pH-jú vizes oldatokat semlegesnek kell tekinteni.Sav-bázis mutatók olyan anyagok, amelyek segítségével nagyjából meghatározzuk, hogy az oldat miként esik a pH-skálán.

A sav-bázis indikátor vagy a gyenge sav vagy gyenge alap amely színváltozást mutat a hidrogén koncentrációja szerint (H⁺) vagy hidroxiddal (OH^-) ionok változások egy vizesoldat. A sav-bázis mutatókat leggyakrabban titráláskor használják a sav-bázis reakció végpontjának azonosítására. Emellett pH-értékek mérésére és érdekes színváltozási tudományos demonstrációkhoz is felhasználják.

Más néven: pH-mutató

Talán a legismertebb pH-mutató a lakmus. A timolkék, a fenolvörös és a metilnarancs mind a sav-bázis indikátorok. vöröskáposzta sav-bázis indikátorként is használható.

Ha a mutató gyenge sav, a sav és annak konjugált bázisa különböző színű. Ha a mutató gyenge bázis, a bázis és annak konjugált savja különböző színű.

A HIn általános képletű gyenge savindikátor esetén az oldatban az egyensúlyt a kémiai egyenlet szerint lehet elérni:

HIn (aq) + H₂O (l) ↔ Be^-(aq) + H₃O⁺(Aq)

A HIn (aq) a sav, amely eltér az In bázis színétől^-(Aq). Ha a pH alacsony, a hidrónium-ion koncentrációja H₃O⁺ magas és az egyensúly balra fordul, és így az A szín jelenik meg. Magas pH mellett a H koncentrációja₃O⁺ alacsony, tehát az egyensúly az egyenlet jobb oldala felé hajlik, és a B szín jelenik meg.

A gyenge savindikátorra példa a fenolftalein, amely színtelen, mint gyenge sav, de vízben disszociálva bíborvörös vagy vörös-lila aniont képez. Savas oldatban az egyensúly balra van, tehát az oldat színtelen (túl kevés bíborvörös anion látható legyen), de a pH növekedésével az egyensúly jobbra tolódik el, és a bíborvörös szín látható.

A reakció egyensúlyi állandóját az alábbi képlet segítségével lehet meghatározni:

K_{Ban ben} = [H₃O⁺][Ban ben^-] / [HIn]

ahol K_{Ban ben} a mutató disszociációs állandó. A színváltozás abban a pontban következik be, ahol a sav és az anion bázis koncentrációja megegyezik:

[HIn] = [In^-]

ahol az indikátor fele savas formában, a másik fele pedig konjugált bázisa.

A sav-bázis indikátor egy bizonyos típusa egy univerzális jelző, amely több mutató keveréke, amely fokozatosan megváltoztatja a színt széles pH-tartományban. A mutatókat úgy választják meg, hogy néhány csepp oldat keverésével olyan színt kap, amely hozzávetőleges pH-értékhez társul.

Több növény és háztartási vegyi anyag használható pH-mutatókként, de laboratóriumi környezetben ezek a leggyakoribb vegyszerek, amelyeket indikátorként használnak:

A "savas" és "bázis" színek relatívak. Ne feledje azt is, hogy néhány népszerű mutató egynél több színváltozást mutat, mivel a gyenge sav vagy a gyenge bázis többször disszociál.

• A sav-bázis indikátorok olyan vegyszerek, amelyeket annak meghatározására használnak, hogy a vizes oldat savas, semleges vagy lúgos. Mivel a savasság és az lúgosság a pH-ra vonatkozik, pH-indikátorokként is ismertek lehetnek.
• A sav-bázis mutatókra példa a lakmuszpapír, a fenolftalein és a vörös káposztalé.
• A sav-bázis indikátor egy gyenge sav vagy gyenge bázis, amely disszociál a vízben, hogy megkapja a gyenge savat és annak konjugált bázisát, vagy pedig a gyenge bázist és annak konjugált savját. A faj és annak konjugátuma különböző színű.
• Az a pont, amelyen egy indikátor megváltoztatja a színeket, minden vegyi anyag esetében eltérő. Van egy olyan pH-tartomány, amely felett a mutató hasznos lehet. Tehát az az indikátor, amely egy megoldáshoz jó lehet, lehet, hogy rossz választás egy másik megoldás tesztelésére.
• Egyes mutatók nem tudják valóban azonosítani a savakat vagy lúgokat, de csak egy sav vagy bázis körülbelüli pH-ját tudják megmutatni. Például a metilnarancs csak savas pH-n működik. Ugyanaz a szín lenne egy bizonyos pH felett (savas), semleges, sem lúgos értéken.