Thuốc thử chỉ thị pH hoặc axit-bazơ là một hợp chất, khi được ngâm hoặc pha loãng trong dung dịch nước, sẽ đổi màu tùy thuộc vào độ pH của dung dịch . Cần một lượng nhỏ thuốc thử chỉ thị để tạo ra sự thay đổi màu có thể nhìn thấy được. Thuốc thử chỉ thị pH không làm thay đổi đáng kể độ axit hoặc độ kiềm của dung dịch nếu được sử dụng ở dạng pha loãng.
Thuốc thử chỉ thị phản ứng với nước trong dung dịch, tạo thành ion hydroni (H 3 O + ) hoặc cation hydro (H + ) và thay đổi cấu trúc của nó, kéo theo sự thay đổi màu sắc của nó.
Một số thuốc thử chỉ thị thay đổi màu sắc và một số khác chuyển đổi giữa không màu và thu được một màu nhất định. Thuốc thử chỉ thị pH thường là axit yếu hoặc bazơ yếu, nhiều trong số đó là các hợp chất tự nhiên. Đây là trường hợp của anthocyanin, được tìm thấy trong hoa, trái cây và rau quả; cũng có những thuốc thử như vậy trong bắp cải đỏ hoặc bắp cải đỏ, trong cánh hoa hồng, trong quả việt quất, trong thân cây đại hoàng, trong hoa cẩm tú cầu và hoa anh túc. Giấy quỳ là một ví dụ khác về thuốc thử chỉ thị tự nhiên, được sản xuất bởi một số địa y.
Thuốc thử chỉ thị có công thức chung HIn, một axit yếu, phản ứng trong dung dịch nước theo phương trình hóa học sau:
HIn(aq) + H 2 O(l) ⇆ H 3 O + (aq) + In – (aq)
Khi pH của dung dịch thấp, có nhiều proton (H + ) hơn nên nồng độ ion hydroni cao, làm chuyển dịch cân bằng của phản ứng sang trái và thuận lợi cho sự tạo thành hợp chất HIn. Do đó, dung dịch sẽ có màu của thuốc thử chỉ thị HIn. Ngược lại, nếu độ pH của dung dịch cao thì sẽ có ít proton (H + ) hơn, do đó làm giảm nồng độ của các ion hydronium; cân bằng của phương trình dịch chuyển sang phải và nghiệm có màu của bazơ liên hợp In – .
Ngoài thuốc thử chỉ thị pH, có hai loại chất chỉ thị khác được sử dụng trong hóa học. Họ là những điều sau đây:
- Chỉ thị thế oxy hóa khử , dùng để đánh giá khả năng xảy ra phản ứng oxy hóa, khử.
- Chỉ thị tạo phức , dùng để định lượng phản ứng tạo phức cation kim loại.
Ví dụ về thuốc thử chỉ thị pH
- Metyl đỏ là thuốc thử chỉ thị dùng để đánh giá giá trị pH trong khoảng từ 4,4 đến 6,2. Nếu độ pH của dung dịch nhỏ hơn 4,4 thì màu của dung dịch là đỏ; nếu nó lớn hơn 6,2 thì màu vàng. Giá trị pH từ 4,4 đến 6,2 tạo ra màu da cam trong dung dịch.
- Bromocresol Green là thuốc thử chỉ thị được sử dụng để đánh giá giá trị pH trong khoảng từ 3,8 đến 5,4. Màu của dung dịch có màu vàng nếu độ pH của dung dịch nhỏ hơn 3,8 và có màu xanh lam nếu độ pH lớn hơn 5,4. Giá trị pH trung gian làm cho màu của dung dịch có màu xanh lục.
Thuốc thử chỉ thị vạn năng
thuốc thử chỉ thị pH đổi màu trong các khoảng khác nhau; nếu chúng ta kết hợp chúng, chúng ta có thể đánh giá độ pH của dung dịch trong phạm vi rộng hơn phạm vi mà mỗi dung dịch giải phóng.
Thuốc thử chỉ thị vạn năng có chứa thymol blue, methyl red, bromothymol blue và phenolphtalein. Sự kết hợp này có thể đánh giá độ pH trong khoảng từ dưới 3 (đỏ) đến hơn 11 (tím). Các màu trung gian là: cam đến vàng (pH 3 đến 6), lục (pH 7 hoặc trung tính) và lam (pH 8 đến 11).
Công dụng của thuốc thử chỉ thị pH
Thuốc thử chỉ thị pH được sử dụng để nhanh chóng thu được giá trị gần đúng của pH của dung dịch. Để đo chính xác, nên sử dụng máy đo pH. Chúng được sử dụng, ví dụ, trong phép chuẩn độ phản ứng axit-bazơ chỉ ra rằng độ pH mong muốn đã đạt được.
