рН у розчинах. Що це значить. Чим і як визначають.

У різних аналітичних задачах, хімічних перетвореннях чи у виробничих процесах окрім складових реакційної суміші, температури, тиску, в деяких випадках велике значення має кислотність або лужність середовища (іншими словами рН).

Терміни «кислотність» і «лужність» розчинів виражають через концентрацію іонів Н+. Для зручності оцінки в хімію введено вираз рН.

Водневий показник рН - міра активності іонів водню в розчині, яка кількісно виражає його кислотність (в розбавленому розчині, еквівалентна концентрації). Обчислюється як негативний (узятий з оберненим знаком) десятковий логарифм активності водневих іонів, вираженої в молях на літр:

pH = - lg [H+]

У нейтральному розчині при 25°С рН = 7. У кислих розчинах рН <7, і чим кисліше розчин, тим його значення менше. У лужних розчинах рН> 7, чим більше лужність розчину, тим його значення більше. Висновок: чим менше рН, тим більше концентрація іонів Н+, тобто вище кислотність середовища, і навпаки, чим більше рН, тим менше концентрація іонів Н+, тобто вище лужність середовища.

Щоб точно ідентифікувати значення цього показника в рутинних методах користуються рН-метром. Однак, бувають завдання, коли це значення потрібно вимірювати не обов’язково точно, проте часто, в польових умовах або тільки для ідентифікації зміни кислотності, але без точного її значення. Для цього використовують кислотно-основні індикатори. Лаборант самостійно вибирає залежно від завдання або точності результату рН-метричне визначення або використання індикатора. Використовування індикаторів для визначення точного значення не практикується через суб'єктивного визначення кольору або невисокої точності самого індикатора. Проте, перевагою індикаторів є їх дешевизна, наочність аналізу і швидкість.

Кислотно-основні індикатори - це органічні речовини, які здатні змінювати колір в розчині при зміні рН середовища, або за наявності в досліджуваному зразку кислоти або лугу. До таких індикаторів відносять: лакмус, фенолфталеїн, метиловий оранжевий, тимолової синій, бромкрезолового зелений, жовтий алізаринові, та інші. Одна крапля такого індикатора дозволяє зробити висновок про кислотне, нейтральне або лужне середовище або при титруванні, у аліквоту досліджуваного розчину додають індикатор, і спостерігають за зміною кольору в точці еквівалентності. Метод титрування в аналітичній або біохімічної хімії завжди використовує індикатори (порошкоподібні або водні чи спиртові їх розчини).

Для зручності сумішшю кислотно-основних індикаторів просочують фільтрувальний папір, висушують і отримують так званий «лакмусовий папір» або «індикаторний папір».

Індикаторний папір - індикатор, який працює за принципом «занурююй і читай». У промисловості індикаторний папір випускається у вигляді індикаторних смужок або тест-смужок для визначення кислотності або рН. Такі смужки випускаються в різних варіантах: з нанесенням кольорової шкали на упаковку, з надрукованими значеннями рН на смужці, з індикаторною шкалою на самій тест-смужці. Вимірюваний діапазон може бути як широким (від 0 до 14), так і вузьким (1,7-3,8). Вимірювання значення кислотності можливе з точністю до одиниць рН, або навіть десятих значення рН. Індикаторний папір може мати вигляд смужок, рулонів, в коробках, в тубусах, пеналах, відривна.