Ứng dụng
Đo pH với giấy chỉ thị
Các chỉ số pH thường được sử dụng trong việc chuẩn độ trong hóa học phân tích và sinh học để xác định mức độ phản ứng hóa học. Do sự lựa chọn chủ quan (màu sắc), các chỉ số pH dễ bị đọc sai. Đối với các ứng dụng yêu cầu đo chính xác pH, thường sử dụng đồng hồ đo pH. Đôi khi, sự pha trộn các chỉ số khác nhau được sử dụng để đạt được một vài thay đổi màu mịn trong một phạm vi rộng các giá trị pH. Các chỉ số thương mại này (ví dụ, chỉ thị phổ quát và giấy Hydrion) được sử dụng khi chỉ cần có kiến thức về độ pH cao.
Bảng dưới đây là một số chỉ số pH trong phòng thí nghiệm thông thường. Các chỉ thị thường có màu trung gian ở các giá trị pH bên trong phạm vi chuyển đổi được liệt kê. Ví dụ, màu phenol đỏ có màu cam giữa pH 6,8 và pH 8,4. Dải chuyển đổi có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào nồng độ của chỉ thị trong dung dịch và nhiệt độ mà nó được sử dụng. Hình bên phải hiển thị các chỉ số với phạm vi hoạt động và thay đổi màu sắc
| Indicator | Low pH color | Transition low end |
Transition high end |
High pH color |
|---|---|---|---|---|
| Alizarine Yellow R | yellow | 10.2 | 12.0 | red |
| Azolitmin | red | 4.5 | 8.3 | blue |
| Bromocresol green | yellow | 3.8 | 5.4 | blue |
| Bromocresol purple | yellow | 5.2 | 6.8 | purple |
| Bromophenol blue | yellow | 3.0 | 4.6 | blue |
| Bromothymol blue | yellow | 6.0 | 7.6 | blue |
| Congo red | blue-violet | 3.0 | 5.0 | red |
| Cresol red | yellow | 7.2 | 8.8 | reddish-purple |
| Cresolphthalein | colorless | 8.2 | 9.8 | purple |
| Gentian violet (Methyl violet 10B) | yellow | 0.0 | 2.0 | blue-violet |
| Indigo carmine | blue | 11.4 | 13.0 | yellow |
| Malachite green (first transition) | yellow | 0.0 | 2.0 | green |
| Malachite green (second transition) | green | 11.6 | 14.0 | colorless |
| Methyl orange | red | 3.1 | 4.4 | yellow |
| Methyl purple | purple | 4.8 | 5.4 | green |
| Methyl red | red | 4.4 | 6.2 | yellow |
| Methyl yellow | red | 2.9 | 4.0 | yellow |
| Naphtholphthalein | pale red | 7.3 | 8.7 | greenish-blue |
| Neutral red | red | 6.8 | 8.0 | yellow |
| Phenol red | yellow | 6.4 | 8.0 | red |
| Phenolphthalein | colorless | 8.3 | 10.0 | purple-pink |
| Screened methyl orange (first transition) | red | 0.0 | 3.2 | grey |
| Screened methyl orange (second transition) | grey | 3.2 | 4.2 | green |
| Thymol blue (first transition) | red | 1.2 | 2.8 | yellow |
| Thymol blue (second transition) | yellow | 8.0 | 9.6 | blue |
| Thymolphthalein | colorless | 9.3 | 10.5 | blue |
Đo pH chính xác
Phổ hấp thu của xanh bromocresol ở các giai đoạn khác nhau của protonation
Một chỉ số có thể được sử dụng để có được các phép đo chính xác về pH bằng cách đo lượng hấp thụ ở hai hoặc nhiều bước sóng. Nguyên tắc này có thể được minh họa bằng cách lấy chỉ thị là một axit đơn giản, HA, phân tách thành H + và A-
Phải biết giá trị hằng số phân ly axit, pKa. Độ hấp thụ mol, εHA và εA- của hai loài HA và A- ở bước sóng λx và λy cũng phải được xác định bằng thí nghiệm trước đó. Giả sử luật của bia phải tuân theo, độ hấp thụ đo Axe và Ay ở hai bước sóng đơn giản chỉ là tổng các độ hấp thụ do mỗi loài.
Đây là hai phương trình trong hai nồng độ [HA] và [A-]. Một khi được giải quyết, độ pH đạt được như sau
Nếu các phép đo được thực hiện ở hơn hai bước sóng, nồng độ [HA] và [A-] có thể được tính bằng các ô tối thiểu tuyến tính. Trên thực tế, toàn bộ quang phổ có thể được sử dụng cho mục đích này. Quá trình này được minh họa cho chỉ thị bromocresol xanh. Dải phổ quan sát (màu xanh lá cây) là tổng của phổ của HA (vàng) và của A- (màu xanh), trọng số cho sự tập trung của hai loài.
Khi một chỉ thị được sử dụng, phương pháp này được giới hạn trong các phép đo trong dải pH pKa ± 1, nhưng phạm vi này có thể được mở rộng bằng cách sử dụng hỗn hợp của hai hoặc nhiều chỉ số. Bởi vì các chỉ số có phổ hấp thụ cực mạnh, nồng độ chỉ số tương đối thấp, và chính bản thân chỉ số này có ảnh hưởng không đáng kể tới pH.