אינדיקטור pH

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Disambig RTL.svg המונח "אינדיקטור" מפנה לכאן. אם התכוונתם למשמעות אחרת, ראו אינדיקטור (פירושונים).
ניירות המשמשים כאינדיקטורים במיכל ועליו מפתח צבעים לפיענוח התוצאה

בכימיה, אינדיקטור pH הוא תרכובת כימית המוספת בכמויות קטנות לתמיסה על מנת לקבל מדד ויזואלי של גובה ה-pH (חומציות או בסיסיות) של התמיסה. מכאן שאינדיקטור pH הוא גלאי כימי של פרוטונים (+H). בדרך כלל גורם האינדיקטור לשינוי הצבע של התמיסה בתלות בגובה ה-pH.

אינדיקטורים רבים רגישים לנוכחותם של פרוטונים (יוני מימן). היות שריכוז הפרוטונים בתמיסה משמש מדד לחומציותה (כיוון שחומצה מוגדרת כחומר התורם פרוטונים), משמשים אינדיקטורים אלו למדידת ה-pH. נייר לקמוס (קרוי גם נייר ליטמוס) כחול, למשל, משנה צבעו לאדום בנוכחות pH חומצי. נייר לקמוס אדום משנה צבעו לכחול ב-pH בסיסי. סוג נוסף של נייר לזיהוי חומציות הוא נייר pH, המשנה את צבעו בהתאם לדרגת החומציות/בסיסיות של החומר. לנייר pH טווח רחב של צבעים, והוא מאפשר קביעה של ה-pH בדיוק טוב למדי, בניגוד לנייר לקמוס, המאפשר קביעת חומציות או בסיסיות בלבד. קביעת מיקום הצבע על הסקלה היא החלטה סובייקטיבית ולכן דיוקם של אינדיקטורי pH מוגבל. לצורך מדידה מדויקת של pH נדרש מד pH.

במיקרוביולוגיה משתמשים רבות באינדיקטורים בהכנת צלחות מצע לגידול מיקרואורגניזמים. חיידקים מסוימים, למשל, מפרקים חומרים הנמצאים על מצע הגידול (סוכרים, למשל); תוצרי הפירוק הינם במקרים רבים חומציים. האינדיקטור הנמצא על המצע משנה את צבעו עם הופעת תוצרי הפירוק, וכך יודעים החוקרים שמושבות החיידקים שגדלו על-גבי המצע אכן שייכות לסוג מסוים של חיידק.

אינדיקטורי pH הם בעצמם חומצות או בסיסים חלשים. כשמוספים אותם לתמיסה הם קושרים +H (יון מימן) או יוני -OH (הידרוקסיד). מערך האלקטרונים החדש של האינדיקטור בעקבות הקשירה גורם לשינוי הצבע של האינדיקטור. את צבע האינדיקטור לאחר התגובה משווים לסקלת צבעים הנותנת תרגום למידת ה-pH.

באינדיקטורי pH משתמשים בכימיה אנליטית לצורך טיטרציה - תהליך קביעה כמותית של חומצה (או בסיס) על ידי הוספת בסיס (או חומצה) בריכוז ידוע בצורה מבוקרת והדרגתית ומעקב אחר התגובה הכימית ביניהם עד השלמתה. כמו כן, בביולוגיה משתמשים בהם לצורך קביעה איכותית של רמת pH, הדרושה לתהליכים שונים.

בטבלה להלן מפורטים מספר אינדיקטורי pH הנמצאים בשימוש מעבדתי. לעתים משתנה צבע האינדיקטורים בהתאם לגובה ה-pH לצבעי ביניים בתחומי ה-pH המפורטים כתחומי מעבר. לדוגמה, בתחום ה-pH של 6.6-8.0 צבעו של פנול אדום הוא כתום. תחום המעבר יכול להשתנות בהתאם לריכוז האינדיקטור בתמיסה ולטמפרטורה.

אינדיקטור צבע ב-pH נמוך תחום המעבר של ה-pH

(מוערך)

צבע ב-pH גבוה
מתיל סגול צהוב 0.0-1.6 כחול-ארגמן
תימול כחול – (שינוי ראשון) אדום 1.2-2.8 צהוב
מתיל צהוב אדום 2.9-4.0 צהוב
ברומופנול כחול צהוב 3.0-4.6 סגול
קונגו אדום כחול 3.0-5.2 אדום
מתיל כתום אדום 3.1-4.4 צהוב
לקמוס אדום 4.5-8.3 כחול
ברומוקרסול ארגמן צהוב 5.2-6.8 סגול
ברומותימול כחול צהוב 6.0-7.6 כחול
פנול אדום צהוב 6.6-8.0 אדום
תימול כחול (שינוי שני) צהוב 8.0-9.6 כחול
פנולפתלאין חסר צבע 8.2-10.0 ורוד
תימולפתלאין חסר צבע 9.4-10.6 כחול
אליזרין צהוב R צהוב 10.1-12.0 אדום
קרמין אינדיגו כחול 11.4-13.0 צהוב
  • אינדיקטור אוניברסלי הוא תערובת של אינדיקטורים שונים המציגה כמה צבעים המתחלפים בצורה חלקה על פני טווח נרחב של ערכי pH. הוא כולל בדרך כלל כ-8 אינדיקטורים ומסוגל למדוד במדויק בין -2 לבין 13 pH .
  • אנתוציאנינים הם מחלקה של תרכובות המצויה בצמחים שונים רבים. צבעם אדום בתמיסות חומציות וכחול בבסיסיות. מקובל להדגים הפקת אנתוציאנינים מעלים של כרוב אדום על מנת ליצר אינדיקטור חומצי פשוט כמבוא להצגת נושא הכימיה.
  • אינדיקטור דיגיטלי אינדיקטור המשתמש בתכונות מסוימות של חומרים כמו מוליכות של החומצה כדי למדוד את הערך שלה מודד בטווח -3 לבין 14 pH ,האינדיקטור נמצא בשימוש המעבדות של משרד איכות הסביבה.