در میان انواع مواد آلی، ترکیبات خاصی وجود دارد که با تغییر رنگ در محیط های مختلف مشخص می شود. قبل از ظهور pH سنج های الکترونیکی مدرن، نشانگرها "ابزار" ضروری برای تعیین شاخص های اسید-باز محیط بودند و همچنان در عمل آزمایشگاهی به عنوان مواد کمکی در شیمی تجزیه و همچنین در غیاب تجهیزات لازم مورد استفاده قرار می گیرند..
شاخص‌ها برای چیست؟
در ابتدا، خاصیت این ترکیبات برای تغییر رنگ در محیط های مختلف به طور گسترده ای برای تعیین بصری خواص اسید-باز مواد در محلول مورد استفاده قرار گرفت، که به تعیین ماهیت محیط کمک کرد، بلکه به ترسیم نیز کمک کرد. نتیجه گیری در مورد محصولات واکنش حاصل. محلول های اندیکاتور همچنان در عمل آزمایشگاهی برای تعیین غلظت مواد با تیتراسیون استفاده می شوند و به شما امکان می دهند نحوه استفاده از روش های بداهه را برای کمبودPH متر مدرن.
چندین ده ماده از این قبیل وجود دارد که هر کدام به یک ناحیه نسبتاً باریک حساس هستند: معمولاً از 3 امتیاز در مقیاس اطلاعاتی تجاوز نمی کند. به لطف چنین تنوعی از کروموفورها و فعالیت کم آنها در بین خود، دانشمندان موفق به ایجاد شاخص های جهانی شدند که به طور گسترده در شرایط آزمایشگاهی و تولید استفاده می شود.
پرکاربردترین نشانگرهای pH
قابل ذکر است که این ترکیبات علاوه بر خاصیت شناسایی، قابلیت رنگرزی مناسبی نیز دارند که امکان استفاده از آنها را برای رنگرزی پارچه در صنعت نساجی فراهم می کند. از تعداد زیاد نشانگرهای رنگ در شیمی، معروف ترین و مورد استفاده ترین آنها متیل اورانژ (متیل اورانژ) و فنل فتالئین است. اکثر کروموفورهای دیگر در حال حاضر به صورت مخلوط با یکدیگر یا برای سنتزها و واکنش‌های خاص استفاده می‌شوند.
متیل اورنج
بسیاری از رنگ‌ها به دلیل رنگ‌های اصلی‌شان در یک محیط خنثی نام‌گذاری می‌شوند، که برای این کروموفور نیز صادق است. متیل نارنجی یک رنگ آزو است که دارای گروه بندی - N=N - در ترکیب آن است که مسئول انتقال رنگ نشانگر به قرمز در یک محیط اسیدی و به زرد در یک محیط قلیایی است. ترکیبات آزو خود بازهای قوی نیستند، با این حال، وجود گروه های دهنده الکترون (‒ OH، ‒ NH2، ‒ NH (CH3) ، ‒ N (CH 3)2 و موارد دیگر) پایه یکی از اتم های نیتروژن را افزایش می دهد،که قادر به اتصال پروتون های هیدروژن بر اساس اصل دهنده-گیرنده می شود. بنابراین، هنگام تغییر غلظت یون های H+ در محلول، تغییر رنگ نشانگر اسید-باز قابل مشاهده است.
اطلاعات بیشتر در مورد ساخت متیل اورنج
دریافت متیل اورنج با واکنش با دیازوتیزاسیون اسید سولفانیلیک C6H4(SO3H)NH2 و سپس ترکیبی با دی متیلانیلین C6H5N(CH3)2. اسید سولفانیلیک در محلول قلیایی سدیم با افزودن نیتریت سدیم NaNO حل می شود. 2 ، و سپس با یخ خنک می شود تا سنتز در دمای حداکثر به 0 درجه سانتیگراد انجام شود و هیدروکلریک اسید هیدروکلریک اضافه می شود. سپس محلول جداگانه ای از دی متیلانیلین در HCl تهیه می شود که پس از سرد شدن در اولین محلول ریخته می شود و رنگ به دست می آید. بیشتر قلیایی می‌شود و کریستال‌های نارنجی تیره از محلول رسوب می‌کنند که پس از چند ساعت فیلتر شده و در حمام آب خشک می‌شوند.
فنولفتالئین
این کروموفور نام خود را از افزودن نام دو معرف دخیل در سنتز آن گرفته است. رنگ نشانگر به دلیل تغییر رنگ آن در یک محیط قلیایی با به دست آوردن رنگ تمشکی (قرمز بنفش، تمشک قرمز) قابل توجه است که وقتی محلول به شدت قلیایی می شود بی رنگ می شود. فنل فتالئین بسته به PH محیط می تواند اشکال مختلفی داشته باشد و در محیط های به شدت اسیدی رنگ نارنجی دارد.
این کروموفور از تراکم فنل و انیدرید فتالیک در حضور کلرید روی ZnCl2 یا اسید سولفوریک غلیظ H2 تولید می شود. SO 4. در حالت جامد، مولکول های فنل فتالئین کریستال های بی رنگ هستند.
قبلاً از فنل فتالئین به طور فعال در ایجاد ملین استفاده می شد، اما به تدریج استفاده از آن به دلیل خواص تجمعی تثبیت شده به میزان قابل توجهی کاهش یافت.
Litmus
این نشانگر یکی از اولین معرفهایی بود که در محیط جامد استفاده شد. تورنسل مخلوط پیچیده ای از ترکیبات طبیعی است که از انواع خاصی از گلسنگ ها به دست می آید. این نه تنها به عنوان یک عامل رنگی، بلکه به عنوان وسیله ای برای تعیین pH محیط استفاده می شود. این یکی از اولین شاخص هایی است که توسط انسان در عمل شیمیایی مورد استفاده قرار گرفت: از آن به شکل محلول های آبی یا نوارهای کاغذ صافی آغشته به آن استفاده می شود. تورنسل در حالت جامد پودری تیره با بوی خفیف آمونیاک است. هنگامی که در آب خالص حل می شود، رنگ نشانگر بنفش می شود و هنگامی که اسیدی می شود قرمز می شود. در یک محیط قلیایی، تورنسل آبی می شود، که استفاده از آن را به عنوان یک شاخص جهانی برای تعیین کلی شاخص متوسط ممکن می کند.
نمی توان مکانیسم و ماهیت واکنشی را که در هنگام تغییر pH در ساختار اجزای تورنسل رخ می دهد به درستی تعیین کرد، زیرا می تواند شامل حداکثر 15 ترکیب مختلف باشد که برخی از آنهاآنها ممکن است مواد فعال جدایی ناپذیر باشند، که مطالعات فردی آنها را در مورد خواص شیمیایی و فیزیکی پیچیده می کند.
کاغذ نشانگر جهانی
با پیشرفت علم و ظهور مقالات شاخص، ایجاد شاخص‌های زیست محیطی بسیار ساده‌تر شده است، زیرا در حال حاضر نیازی به داشتن معرف‌های مایع آماده برای هیچ تحقیق میدانی نیست، که دانشمندان و دانشمندان پزشکی قانونی انجام می‌دهند. هنوز با موفقیت استفاده کنید بنابراین، محلول‌ها با کاغذهای نشانگر جهانی جایگزین شدند، که به دلیل طیف وسیع عمل، تقریباً به طور کامل نیاز به استفاده از سایر نشانگرهای اسید-باز را از بین بردند.
ترکیب نوارهای آغشته شده ممکن است از سازنده ای به سازنده دیگر متفاوت باشد، بنابراین فهرست تقریبی مواد ممکن است به شرح زیر باشد:
- فنل فتالئین (0-3، 0 و 8، 2-11);
- (دی) متیل زرد (2، 9-4، 0);
- متیل اورنج (3، 1-4، 4);
- متیل قرمز (4، 2-6، 2);
- بروموتیمول آبی (6، 0-7، 8);
- α‒نفتولفتالئین (7، 3-8، 7)؛
- تیمول آبی (8، 0-9، 6);
- کرزولفتالئین (8، 2-9، 8).
بسته بندی لزوماً حاوی استانداردهای مقیاس رنگ است که به شما امکان می دهد PH محیط را از 0 تا 12 (حدود 14) با دقت یک عدد صحیح تعیین کنید.
از جمله اینکه این ترکیبات را می توان با هم در محلول های آبی و آب الکلی استفاده کرد که استفاده از چنین مخلوط هایی را بسیار راحت می کند. با این حال، برخی از این مواد ممکن است کمی در آب حل شوند، بنابراین لازم استحلال آلی جهانی را انتخاب کنید.
به دلیل خواصی که دارند، شاخص‌های اسید-باز کاربرد خود را در بسیاری از زمینه‌های علمی پیدا کرده‌اند و تنوع آنها امکان ایجاد مخلوط‌های جهانی را فراهم کرده است که به طیف وسیعی از شاخص‌های pH حساس هستند.
