Методи визначення значення pH

Для визначення значення pH розчинів широко використовують кілька методів. Водневий показник можна приблизно оцінювати за допомогою індикаторів, точно виміряти pH-метром або визначати аналітично шляхом, проведенням кислотно-основного титрування.

Визначення рН розчинів має велике практичне значення в хімії, біології, медицині, харчовій промисловості, сільському господар­стві тощо. Так, грунтознавцям обов'язково треба знати рН грунтів, щоб правильно здійснювати комплекс агрохімічних заходів для ви­рощування високих урожаїв. У медицині дуже важливо знати рН, наприклад, крові, шлункового соку, оскільки відхилення рН від норми свідчить про хвороботворні процеси в організмі людини. Так, рН крові здорової людини дорівнює приблизно 7,4, а хворої – 5,9. Дуже важливим є контроль рН хімічних і біологічних проце­сів за участю ферментів.

Індикатори. Для швидкого і наближеного визначення рН різних розчинів користуються індикаторами. Деякі з них дають змогу ви­значити рН з точністю до 0,1 одиниці рН. Точні значення рН роз­чину можна дістати за допомогою спеціальних приладів – рН-метрів.

Індикатори – це складні органічні речовини, які за хімічним характером є слабкими кислотами або слабкими основами. Вони змінюють своє забарвлення залежно від концентрації іонів Гідрогену або гідроксиду. Кислотні індикатори скорочено можна записати як НІnd. а основні – ІndОН, де Іnd – аніон або катіон індикатора.

Розглянемо зміну забарвлення фенолфталеїну у кислому і луж­ному середовищах. Як відомо, цей індикатор у нейтральному і кис­лому середовищах безбарвний, а у лужному має малинове забар­влення. Оскільки фенолфталеїн є слабкою кислотою, то відповідно до рівняння

НІnd ↔ Н+ + Іnd–.

Безбарвний Малиновий

збільшення у розчині концентрації іонів Гідрогену сприятиме зміщенню рівноваги в бік утворення безбарвних молекул індикатора. Навпаки, якщо до розчину фенолфталеїну добавити розчин лугу, то іони гідроксиду взаємодіють з іонами Гідрогену індикатора, і рівновага зміщується в бік збільшення концентрації забарвлених аніонів Іnd–.

Зміна забарвлення індикаторів відбувається у певному інтерва­лі значень рН розчину. Так, перехід від безбарвної кислотної форми фенолфталеїну до малинової спостерігається в інтервалі рН = 8,3–9,8. Для метилового оранжевого область зміни забарвлення лежить в інтервалі рН від 3,2 до 4,5, що відповідає інтервалу концентрації іонів Гідрогену 6,3·10–4–3,2·10–5 моль/л.

Нище наведено найважливіші індикатори.

	Характер індикатора	Інтервал переходу рН	Забарвлення
			у лужному середовищі	у кислому середовищі
Метиловий оранжевий Метиловий червоний Лакмус Фенолфталеїн	Основний Основний Кислотний Кислотний	3,1 – 4,5 4,2 – 6,3 5 – 8 8,3 – 9,8	Жовте Жовте Синє Малинове	Рожеве Червоне Червоне Безбарвне

Кислотно-основні індикатори

Для грубої оцінки концентрації водневих іонів широко використовуються кислотно-основні індикатори - органічні речовини-барвники, колір яких залежить від pH середовища. До найбільш відомих індикаторів належать лакмус, фенолфталеїн, метиловий оранжевий (метилоранж) та інші. Індикатори здатні існувати в двох по-різному забарвлених формах - або в кислотній, або в основний. Зміна кольору кожного індикатора відбувається в своєму інтервалі кислотності, зазвичай становить 1-2 одиниці.