рН в растворах. Что это значит?

В различных аналитических задачах, химических преобразованиях или в производственных процессах, кроме составляющих реакционной смеси, температуры, давления, в некоторых случаях большое значение имеет кислотность или щелочность среды (то есть рН).

 ► Термины «кислотность» и «щелочность» растворов выражают из-за концентрации ионов Н+. Для удобства оценки в химии введено выражение рН.

 ► Водородный показатель рН – мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность (в разбавленном растворе, эквивалентная концентрации). Вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр:

pH = – lg [H+]

 ► В нейтральном растворе при 25°С рН = 7. В кислых растворах рН <7, и чем кислее раствор, тем его значение меньше. В щелочных растворах рН>7, чем больше щелочность раствора, тем его значение больше.

 ► Вывод: чем меньше рН, тем больше концентрация ионов Н+, то есть выше кислотность среды, и наоборот, чем больше рН, тем меньше концентрация ионов Н+, то есть выше щелочность среды.

Чтобы точно идентифицировать значение этого показателя в рутинных методах, пользуются рН-метром. Однако, бывают задачи, когда это значение нужно измерять не обязательно точно, однако часто в полевых условиях или только для идентификации изменения кислотности, но без точного ее значения. Для этого используют кислотно-основные индикаторы. Лаборант самостоятельно выбирает в зависимости от задачи или точности результата рН-метрического определения или использования индикатора. Использование индикаторов для определения точного значения не практикуется из-за субъективного определения цвета или невысокой точности самого индикатора. Однако преимуществом индикаторов является их дешевизна, наглядность анализа и быстрота.

 ► Кислотно-основные индикаторы – это органические вещества, которые способны изменять цвет в растворе при изменении рН среды, или при наличии в исследуемом образце кислоты или щелочи. К таким индикаторам относят: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый, тимоловый синий, бромкрезоловый зеленый, желтый ализариновый, и другие. Одна капля такого индикатора позволяет заключить о кислотной, нейтральной или щелочной среде или при титровании, в аликвоту исследуемого раствора добавляют индикатор, и наблюдают за изменением цвета в точке эквивалентности. Метод титрования в аналитической или биохимической химии всегда использует индикаторы (порошкообразные или водные или спиртовые растворы).

 ► Для удобства смесью кислотно-основных индикаторов пропитывают фильтровальную бумагу, высушивают и получают так называемую «лакмусовую бумагу» или «индикаторную бумагу».

 ► Индикаторная бумага – индикатор, работающий по принципу «погружай и читай». В промышленности индикаторная бумага выпускается в виде индикаторных полосок или тест-полосок для определения кислотности или рН. Такие полоски выпускаются в разных вариантах: с нанесением цветной шкалы на упаковку, с напечатанными значениями рН на полоске, с индикаторной шкалой на тест-полоске.

 ► Измеряемый диапазон может быть как широким (от 0 до 14), так и узким (1,7-3,8). Измерение значения кислотности возможно с точностью до единиц рН или даже десятых значения рН. Индикаторная бумага может иметь вид полосок, рулонов, в коробках, в тубусах, пеналах, отрывах.