不同的PH試紙顏色不同,中學壹般用的是廣泛PH試紙,通常為酸紅堿藍中性黃。
pH試紙上有甲基紅、溴甲酚綠、百裏酚藍這三種指示劑。甲基紅、溴甲酚綠、百裏酚藍和酚酞壹樣,在不同pH值的溶液中均會按壹定規律變色。甲基紅的變色範圍是pH4.4(紅)~6.2(黃),溴甲酚綠的變色範圍是pH3.6(黃)~5.4(綠),百裏酚藍的變色範圍是pH6.7(黃)~7.5(藍)。用定量甲基紅加定量溴甲酚綠加定量百裏酚藍的混合指示劑浸漬中性白色試紙,晾幹後制得的pH試紙可用於測定溶液的pH值便不難理解了。
pH試紙的應用是非常廣泛的,pH的反應原理是基於pH指示劑法,壹般的pH分析試紙中含有甲基紅[pH4.2(紅)~6.2(黃)],溴甲酚綠[pH3.6(黃)~5.4(綠)]溴百裏香酚藍[6.0(黃色)~7.6(藍色)],這些混合的酸堿指示劑適量配合可以反映pH4.5~9.0的變異範圍。
以酚酞在不同酸堿條件下變色規律為例說明PH試紙的變色原理:
把酚酞滴入濃H?SO?,呈現橙色,不論振蕩多長時間,其顏色都不變。若把該橙色液配入大量水中,得無色液。酚酞滴入稀NaOH溶液呈紫紅色,將酚酞滴入濃NaOH溶液(濃度大於2mol/l),開始時濃NaOH溶液表面酚酞滴入處會出現壹些紫紅色、略加振蕩紫紅色立即消失。其實,這是酚酞在不同的酸堿條件下,因其結構的改變而呈現4種相應的變色情況。
H?O+ H?O=H?O? + OHˉ
由於水合氫離子(H?O?)的濃度是與氫離子(H?)濃度等同看待,上式可以簡化成下述常用的形式:
H?O=H? + OHˉ
此處正的氫離子人們在化學中表示為“ 離子”或“氫核”。水合氫核表示為“水合氫離子”。負的氫氧根離子稱為“氫氧化物離子”。
利用質量作用定律,對於純水的離解可以找到壹平衡常數加以表示:
由於水只有極少量被離解,因此水的克分子濃度實際為壹常數,並且有平衡常數K可求出水的離子積KW。
KW=K×H?O KW = H?O?·OH?=10ˉ?·10ˉ?=10ˉmol/l(25℃)
也就是說,對於壹升純水在25℃時存在10ˉ?摩爾氫離子和10ˉ?摩爾OHˉ離子。
在顯中性溶液中,氫離子 和氫氧根離子OHˉ的濃度都是10ˉ?mol/l。
如:
假如有過量的氫離子 ,則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子遊離的物質。同樣,如果氫離子 並使OHˉ離子遊離,那麽溶液就是堿性的。所以,給出 值就足以表示溶液的特性,呈酸性堿性,為了免於用此克分子濃度負冥指數進行運算,生物學家澤倫森(Soernsen)在1909年建議將此不便使用的數值用對數代替,並定義為“pH值”。數學上定義pH值為氫離子濃度的常用對數負值。
因此,pH值是離子濃度以10為底的對數的負數:
酸性 < 中性 < 堿性
參考資料
pH試紙_百度百科