pH를 지표 특정 매체에서 발견 산도의 양을 결정하는데 중요하다. pH의 개념에 대해 말할 때, 그것은 수용액에 존재하는 하이드로 늄 이온 (H 3 O + ) 의 농도를 나타냅니다 .
마찬가지로 pH가 7보다 낮은 용액은 산성으로 간주되고 pH가 7보다 큰 용액은 염기성이며 pH가 7 인 용액은 중성 용액으로 간주되는 0에서 14 사이의 음의 로그 척도로 측정됩니다. 이 매개 변수는 Henderson-Hasselbalch 방정식으로 다음과 같이 표현됩니다. pH = pKa + log 10 (/).
상기 식에서 pKa는 산해리 상수와 몰 농도의 음의 로그를 나타내며 각각 약산과 그 짝염기의 농도이다. pH를 알면 물과 음식의 품질을 연구하고 정교한 화학 제품의 반복성을 유지할 수 있습니다.
종류
pH 지표에는 세 가지 주요 유형이 있습니다. 특정 pH 범위 내에서 작동하는 산성 액체 지표; 액체 또는 기체 샘플이 표면에 추가됨에 따라 색상이 변하는 종이 및 기타 표시기 재료; 두 전극 사이의 잠재적 인 전기적 차이를 측정하는 디지털 pH 미터.
액체 표시기
액체 지시약은 산성 또는 염기성 형태에 따라 색상이 다른 약한 유기산 또는 염기입니다. 이것들은 제한된 범위 내에서 작동하며,이 범위에 도달하면 색상을 변경하고, 범위의 최대 수준에 도달하면 색상 변경을 중지합니다.
작동하려면 색상 변화가 관찰 될 수있는 용액에서만 사용해야합니다 (가급적 무색).
크레졸 레드 (0.2 ~ 1.8 범위의 빨간색에서 노란색), 메틸 레드 (4 범위의 빨간색에서 노란색)를 포함하여 다양한 색상 및 pH 범위의 액체 지표가 많이 있습니다. , 2 ~ 6.2), 브로 모 크레졸 그린 (분홍색 ~ 청색 / 녹색 4.2 ~ 5.2), 페놀프탈레인 (8.0 ~ 10.0 범위의 무색 ~ 분홍색).
이 지표는 분석 화학 학위에 널리 사용되지만이 연습을 정확하게 수행하려면 특정 수준의 교육을 받아야합니다.
지표 논문
pH를 측정하는 데 사용되는 여러 종류의 종이가 있지만 가장 잘 알려진 종이는 이끼류에서 나온 분말로 만든 리트머스 종이입니다.
Litmus 종이는 액체 또는 기체 용액이 산성인지 염기성인지 (정확한 pH 또는 추정치를 알지 못함)를 파악하는 데 사용되며 파란색과 빨간색의 두 가지 프레젠테이션으로 제공됩니다.
파란색 리트머스 종이는 산성 조건에서 빨간색으로 변하고 빨간색 리트머스 종이는 기본 또는 알칼리성 조건에서 파란색으로 변하며 종이가 이미 색이 변하면 역 테스트를 위해 재활용 할 수 있습니다.
정확한 또는 추정 된 pH 값을 제공 할 수없고 특정 화합물과 반응 할 때 다른 색상으로 변경되는 능력과 같은 종이의 알려진 한계로 인해 액체 표시기 및 / 또는 pH 미터로 대체되었습니다.
pH 미터
pH 미터는 종이 지표 나 액체 지표로는 불가능했던이 매개 변수의 정확한 값을 얻기위한 실험실 분석가의 필요성에서 탄생했습니다.
이는 전극의 pH와 기준 전극 사이의 전위차 측정을 기반으로합니다.
이러한 pH 미터의 작동은 다음 섹션에서 더 자세히 설명되지만 일반적으로 이러한 지표는 가장 정확한 부분 우수성으로 간주되어 매개 변수의 정확한 수 (0.01 pH 단위의 정확도까지)를 제공하고 계수합니다. 다른 두 가지 방법보다 뛰어난 감도와 속도로.
또한 용해 된 고체, 전기 전도도 및 용액 온도와 같은 다른 특성도 측정 할 수 있습니다.
이러한 유형의 pH 측정기의 유일한 단점은 기기가 섬세한 장비라는 점이며, 장비 전문가 또는 장비 전문가가 수행해야하는 초기 보정 외에도 전극이 물질을 축적하는 것을 방지하기 위해 정기적으로 청소해야합니다.
어떻게 작동합니까?
액체 표시기
액체 지표는 다음과 같이 반응의 평형을 기반으로하는 구조 (지표의 염기성 또는 산성 특성에 따라 다름)의 양성자 화 또는 탈 양성자 화 작용으로 인해 색이 변합니다. HIn + H 2 O ↔ H 3 O + + 입력 -
즉, 지시약이 용액에 추가되면이 매체의 평형이 하이드로 늄 이온의 증가 또는 감소로 인해 반대 방향으로 향하기 시작하면 (다시 지시약의 특성에 따라) 색상이 최종적으로 변할 것입니다. 변하지 않는 새로운 색상을 유지합니다.
지표 논문
지표 종이, 특히 리트머스 종이는 정확하게 측정하기 위해 신중하게 분석 할 용액과 접촉해야합니다.
즉, 액체 용액에서는 완전히 주입되어서는 안되며, 적하하거나 물질 샘플을 짧게 만져야합니다.
기체 용액의 경우 기체가 종이 표면을 통과하여 접촉하고 색상을 변경해야합니다.
pH 미터
앞서 언급했듯이 pH 미터는 pH와 기준 전극 사이의 전위차에 의해 작동합니다.
pH 미터는 용액에서 두 전극 사이에 존재하는 전압을 측정하고 해당 pH 값으로 변환 된 결과를 표시합니다.
장비 자체는 한 쌍의 전극 (그 중 하나는 금속이고 용액의 pH에 민감하지 않음)과 간단한 전자 증폭기로 구성됩니다. 교정을 위해 장비는 알려진 pH의 용액으로 교정됩니다.
참고 문헌
- 캐롤라이나. (sf). pH 측정 : 표시기, 종이 및 미터. carolina.com에서 검색
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- ThoughtCo. (sf). pH 표시기 정의 및 예. thoughtco.com에서 복구
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