pH インジケーターの定義と例

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pH指示薬または酸塩基指示薬は、 化合物 で色が変わる 解決 狭い範囲で pH 値。目に見える色の変化を起こすのに必要な指示化合物はほんの少量です。

希釈溶液として使用する場合、pH指示薬は化学溶液の酸性またはアルカリ性に大きな影響を与えません。

インジケーターの機能の背後にある原理は、水と反応して水素カチオン H を形成することです。⁺またはヒドロニウムイオンH₃〇⁺.この反応により、インジケーター分子の色が変わります。

ある色から別の色に変化するインジケーターもあれば、有色と無色の間で変化するインジケーターもあります。 pH指示薬は通常 弱酸 また弱塩基.これらの分子の多くは自然に発生します。

たとえば、花、果物、野菜に含まれるアントシアニンは pH 指示薬です。これらの分子を含む植物には、赤キャベツの葉、バラの花びらの花、ブルーベリー、ルバーブの茎、アジサイの花、ケシの花などがあります。 リトマス 地衣類の混合物に由来する天然のpH指示薬です。

式 HIn の弱酸の場合、平衡化学式は次のようになります。

HIn (aq) + H₂O (l) ⇆ H₃〇⁺(aq) + イン^-(aq)

低い pH では、 ヒドロニウム イオンは高く、平衡位置は左側にあります。ソリューションは、インジケータ HIn の色をしています。高い pH では、ヒドロニウムの濃度は低く、平衡は右側にあり、溶液は共役塩基の色をしています。^-.

pH 指示薬に加えて、化学で使用される他の 2 種類の指示薬があります。レドックス指示薬は、酸化および還元反応を伴う滴定に使用されます。錯体指標は、金属カチオンの定量に使用されます。

pH指示薬の例

• メチルレッドは、4.4 から 6.2 の間の pH 値を識別するために使用される pH 指示薬です。低 pH (4.4 以下) では、指示薬溶液は赤色です。高い pH (6.2 以上) では、色は黄色です。 pH 4.4 と 6.2 の間では、指示薬溶液はオレンジ色です。
• ブロモクレゾールグリーン 3.8 と 5.4 の間の pH 値を識別するために使用される pH 指示薬です。 pH 3.8 未満では指示薬溶液は黄色です。 pH 5.4 を超えると、溶液は青色になります。 3.8 と 5.4 の pH 値の間では、指示薬溶液は緑色です。

ユニバーサルインジケーター

指示薬はさまざまな pH 範囲で色が変わるため、より広い pH 範囲で色の変化を提供するために組み合わせることもあります。

例えば、 ' ユニバーサルインジケーター チモールブルー、メチルレッド、ブロモチモールブルー、チモールブルー、フェノールフタレインが含まれています。 3 未満 (赤) から 11 を超える (紫) までの pH 範囲をカバーします。中間色には、オレンジ/黄色 (pH 3 ～ 6)、緑 (pH 7 または中性)、および青 (pH 8 ～ 11) が含まれます。

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pH指示薬の使用

pH 指示薬は、薬液の pH の大まかな値を示すために使用されます。正確な測定には、pHメーターが使用されます。

あるいは、吸光度分光法を pH 指示薬とともに使用して、以下を使用して pH を計算することもできます。 ベールの法則 .単一の酸塩基指示薬を使用した分光学的 pH 測定は、1 pKa 値以内の精度です。 2 つ以上の指標を組み合わせることで、測定の精度が向上します。

指示薬は、酸塩基反応の完了を示すために滴定に使用されます。