הגדרה ודוגמאות של מחוון בסיס חומצה

בכימיה ובבישול, חומרים רבים מתמוססים במים כדי להפוך אותם לחומציים או בסיסיים / אלקליין. לתמיסה בסיסית יש pH גבוה מ- 7 ואילו לתמיסה חומצית יש pH פחות מ- 7. תמיסות מימיות עם pH של 7 נחשבות לנייטרליות.בסיס חומצה אינדיקטורים הם חומרים המשמשים לקביעת הערך בערך היכן פיתרון נופל בסולם pH.

אינדיקטור לבסיס חומצה הוא או חומצה חלשה או בסיס חלש המציג שינוי צבע כריכוז המימן (H⁺) או הידרוקסיד (OH^-) יונים שינויים ב- תמיסה מימית. אינדיקטורים לבסיס חומצה משמשים לרוב בטיטרציה כדי לזהות את נקודת הסיום של תגובה על בסיס חומצה. הם משמשים גם למדידת ערכי pH ולהדגמות מדעיות לשינוי צבע.

ידוע גם כ: אינדיקטור pH

אולי מדד ה- pH הידוע ביותר הוא לקמוס. תימול כחול, פנול אדום, ומתיל כתומים הם כולם אינדיקטורים בסיסיים לחומצה. כרוב אדום יכול לשמש גם כאינדיקטור לבסיס חומצה.

אם האינדיקטור הוא חומצה חלשה, החומצה ובסיס הצמיד שלה הם בצבעים שונים. אם המחוון הוא בסיס חלש, הבסיס וחומצה המצומדת שלו מציגים צבעים שונים.

עבור אינדיקטור חומצה חלש עם נוסחת הסוגות HIn, שיווי משקל מגיע לפיתרון לפי המשוואה הכימית:

HIn (aq) + H₂O (l) ↔ בתוך^-(aq) + ח₃הו⁺(aq)

HIn (aq) היא החומצה שהיא צבע שונה מבסיס In^-(aq). כאשר ה- pH נמוך, הריכוז של יון ההידרוניום H₃הו⁺ הוא גבוה והשיווי משקל הוא לכיוון שמאל, ומייצר את הצבע A. ב pH גבוה, הריכוז של H₃הו⁺ הוא נמוך, כך שיווי המשקל נוטה לכיוון הצד הימני של המשוואה וצבע B מוצג.

דוגמה למחוון חומצה חלשה הוא פניולפתאלין, חסר צבע כחומצה חלשה אך מתנתק במים ליצירת אניון מגנטה או סגול אדום. בתמיסה חומצית, שיווי המשקל הוא משמאל, כך שהתמיסה היא חסרת צבע (מעט מדי אניון מגנטה להיות גלוי), אך ככל שה- pH עולה, שיווי המשקל עובר ימינה וצבע המגנטה גלוי.

ניתן לקבוע את קבוע שיווי המשקל לתגובה באמצעות המשוואה:

ק_בתוך = [ח₃הו⁺] [בתוך^-] / [HIn]

איפה ק_בתוך הוא מדד ניתוק ההתמדה. שינוי הצבע מתרחש בנקודה בה ריכוז החומצה ובסיס האוניון שווים:

[HIn] = [בתוך^-]

שזו הנקודה שבה מחצית האינדיקטור נמצא בצורת חומצה והחצי השני הוא הבסיס המצומד שלו.

סוג מסוים של אינדיקטור לבסיס חומצה הוא אינדיקטור אוניברסלי, שהוא תערובת של מספר אינדיקטורים שמשנים בהדרגה צבע לאורך טווח pH רחב. האינדיקטורים נבחרים כך ששילוב של כמה טיפות עם תמיסה תפיק צבע שיכול להיות קשור לערך pH משוער.

מספר צמחים וכימיקלים ביתיים יכול לשמש כמדדי pH, אך במסגרת מעבדה, אלה הכימיקלים הנפוצים ביותר המשמשים אינדיקטורים:

צבעי "החומצה" וה"בסיס "הם יחסית. כמו כן, שימו לב כי כמה מחוונים פופולריים מציגים יותר משינוי צבע אחד כאשר החומצה החלשה או הבסיס החלש מתנתקים לא פעם.

• אינדיקטורים לבסיס חומצה הם כימיקלים המשמשים לקביעת האם תמיסה מימית היא חומצית, נייטרלית או אלקלית. מכיוון שהחומציות והאלקליות מתייחסות ל- pH, הם עשויים להיקרא גם כמדדי pH.
• דוגמאות לאינדיקטורים לבסיס חומצה כוללים נייר לקמוס, פנולפתלין ומיץ כרוב אדום.
• אינדיקטור לבסיס חומצה הוא חומצה חלשה או בסיס חלש שמתנתק במים בכדי להניב את החומצה החלשה ובסיסה המצומד או אחרת הבסיס החלש וחומצה המצומדת שלו. המין והצמיד שלו הם בעלי צבעים שונים.
• הנקודה בה מחוון משנה צבעים שונה לכל כימיקל. יש טווח pH שעליו המדד מועיל. אז המחוון שעשוי להיות טוב לפיתרון אחד עשוי להיות בחירה לא טובה לבחון פתרון אחר.
• ישנם אינדיקטורים שאינם יכולים למעשה לזהות חומצות או בסיסים, אלא יכולים רק לומר לך את ה- pH המשוער של חומצה או בסיס. לדוגמא, מתיל תפוז עובד רק ב pH חומצי. זה יהיה באותו צבע מעל pH מסוים (חומצי) וגם בערכים ניטרליים ובסיסיים.