رنگ کاغذ pH در شناسایی اسید و باز – به زبان ساده

تغییر رنگ کاغذ pH یکی از کاربردی‌ترین و راحت‌ترین روش‌های تشخیص اسیدی یا بازی بودن محلول‌ها در آزمایشگاه شیمی است. pH یکی از پارامتر‌های مواد است که میزان اسیدیته آن‌ها را تعیین می‌کند. نوار pH انواع مختلفی مانند کاغذ لیتموس و نوار pH (شناساگر جهانی pH) را دارد که هر یک راهنمایی برای تشخیص پیش محلول از روی تغییر رنگ کاغذ را دارند. در این مطلب از مجله فرادرس می‌آموزیم تغییر رنگ نوار pH در محلول‌های اسیدی و بازی به چه صورت است.

در ابتدای این مطلب می‌آموزیم رنگ کاغذ pH در شناسایی اسید و باز چگونه تغییر می‌کند. سپس با انواع کاغذ pH  و تغییر رنگ آن‌ها آشنا می‌شویم. در ادامه می‌آموزیم شناساگر اسید - باز چیست و چگونه می‌توان از نوار pH استفاده کرد. درنهایت اشتباهات رایج در استفاده از کاغذ pH و تفاوت آن با pHسنج را بررسی می‌کنیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی کامل بیاموزید تغییر رنگ کاغذ pH در محلول‌های اسیدی و بازی چگونه است.

رنگ کاغذ pH در شناسایی اسید و باز

استفاده از کاغذ pH برای تشخیص مقدار حدودی pH محلول‌ها یکی از روش‌های شناخته شده و رایج تشخیص pH در آزمایشگاه شیمی است. برای اینکار، قسمتی محلول بر روی نوار pH ریخته شده و سپس تغییر رنگ آن با توجه به راهنمای ارائه شده روی کاغذ، تعیین می‌شود و می‌توان با استفاده از آن مقدار pH و اسیدیته محلول را تشخیص داد.

انواع مختلفی از نوار pH وجود دارد که یکی از رایج‌ترین آن‌ها کاغذ لیتموس است که در دو رنگ آبی و قرمز ارائه می‌شود. نوار لیتموس آبی برای تشخیص اسیدی بودن محلول و کاغذ لیتموس قرمز برای تشخیص بازی بودن محلول به کار می‌رود. تغییر رنگ نوار pH لیتموس در محلول‌های اسیدی و آبی به شکل زیر است.

شناساگرهای pH در واقع اسیدها یا بازهای ضعیفی هستند که در pH مشخص تغییر رنگ می‌دهند. تشخیص pH با سایر نوارهای pH که در رنگ‌ها و انواع مختلف ارائه می‌شوند با استفاده از جدول رنگ درج شده روی بسته‌بندی آن‌ها انجام می‌شود. پس از قرار دادن محلول روی کاغذ و تغییر رنگ آن، رنگ‌های جدید ایجاد شده باید با رنگ‌های جدول مقایسه شده و تطبیق داده شوند. بدین ترتیب pH محلول تعیین می‌شود.

جدول راهنمای رنگ کاغذ pH

در جدول زیر، نوع تغییر رنگ نوارها و اسیدیته محلول مورد نظر مشخص شده است.

این تغییرات رنگ به شکل خلاصه در تصویر زیر مشخص شده است.

یادگیری شیمی دوازدهم با فرادرس

برای درک بهتر نحوه کار و تغییر رنگ کاغذ pH در محلول‌های اسیدی و بازی نیاز است ابتدا با مفاهیمی چون اسید و باز، روش محاسبه pH، خواص اسید و باز و ... آشنا شویم. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم و مسائل، مجموعه فیلم آموزش دروس پایه دوازدهم بخش شیمی را مشاهده کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مسائل می‌پردازد.

همچنین با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که در ادامه آورده شده است ،می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه کاغذ pH دسترسی داشته باشید.

• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم حل سوالات تشریحی امتحانات نهایی فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۲ پایه یازدهم رشته علوم تجربی و ریاضی و فیزیک فرادرس

انواع کاغذ pH

کاغذ pH در انواع مختلفی عرضه شده و استفاده می‌شود. از این انواع، نوار لیتموس و کاغظ شاخص جهانی pH (نوار pH) پر استفاده‌ترین انواع این شناساگرها هستند. نوار لیتموس تنها برای تشخیص اسیدی و بازی بودن محلول استفاده می‌شود و مقدار دقیق pH را مشخص نمی‌کند. اما نوار شاخص جهانی pH می‌تواند مقدار تقریبی pH را تعیین کند.

فیلم pH چیست؟ + روش‌های تعیین و اهمیت آن در شیمی (فیلم آموزش رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

در ادامه هر یک از این موارد را بررسی می‌کنیم.

کاغذ لیتموس

کاغذ لیتموس، نوعی کاغذ صافی است که با رنگ‌دانه طبیعی محلول در آب، تهیه شده از لیکن‌ها، آغشته شده است. این نوار می‌تواند به‌عنوان یک شاخص pH عمل کند و نتیجه‌ای ارائه دهد که نشان‌دهنده اسیدی یا بازی بودن محلول است.تغییر رنگ آن در بازه pH بین ۴٫۵ تا ۸٫۳ در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد.

نوار لیتموس تنها اسیدی یا بازی بودن محلول را تعیین می‌کند و مقدار دقیق pH را مشخص نمی‌کند. اگر هدف، مشاهده تغییر محلول از اسیدی به بازی یا بالعکس باشد، از نوار لیتموس استفاده می‌شود. نوار لیتموس قرمز در محلول اسیدی قرمز باقی می‌ماند و در محلول بازی به آبی تبدیل می‌شود. نوار لیتموس آبی در محلول اسیدی قرمز شده و در محلول بازی آبی باقی می‌ماند.

کاغذ شاخص جهانی pH

کاغذ شاخص جهانی pH، نوارهای باریک نواری (معمولا با قسمت‌های رنگی بر روی آن‌ها) است که می‌تواند مقدار pH را تا حدود تقریبی تعیین کند. برای این کار، محلول مورد آزمایش با یک میله شیشه‌ای به انتهای نواری از نوار pH منتقل می‌شود و سپس مقدار pH با مقایسه رنگ نوار با نمودار رنگی روی جعبه کاغذ pH خوانده می‌شود. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با مفهوم مقادیر pH، فیلم آموزش شاخص‌ اسید و باز فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

مقیاس معمول اندازه‌گیری و تغییر رنگ کاغذ pH مشابه زیر است.

کاغذ pH با ماده‌ای شیمیایی به نام فلاوین آغشته می‌شود که در آب محلول بوده و در حضور محلول‌های مختلف تغییر رنگ می‌دهد. در حضور یک محلول اسیدی، رنگ نوار قرمز می‌شود. در حضور محلول‌های قلیایی، رنگ آن سبز مایل به آبی است. در حضور یک محلول خنثی، رنگ آن سبز روشن می‌شود.

خلوص و غلظت محلول و برند شناساگر می‌تواند باعث تفاوت جزئی در رنگ شود. شناساگر جهانی ترکیبی از موادی مانند فنل‌فتالئین، سدیم هیدروکسید، متیل رد، برمو تیمول بلو، سدیم بی‌سولفیت و ... است. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این مواد، مطلب روش تشخیص اسید و باز مجله فرادرس را مطالعه کنید.

محلول شاخص جهانی pH

فرم محلول شناساگر جهانی نیز وجود دارد که می‌توان چند قطره از آن را به محلول افزود. این فرم برای محلول‌های بی‌رنگ قابل استفاده است. تصویر زیر نشان‌دهنده نمونه‌ای از این محلول است.

شناساگر اسید - باز چیست؟

شناساگر اسید و باز ماده‌ای شیمیایی است که بسته به میزان یون‌های هیدروژن موجود در یک محلول، تغییر رنگ می‌دهد. انواع مختلفی از شناساگرها وجود دارند. این شناساگرها معمولا به دو دسته محلول‌های شناساگر (مانند فنل فتالئین) و کاغذ pH تقسیم می‌شوند.

این مواد با یون‌های هیدروژن و هیدروکسید تبادل الکترون انجام می‌دهند. با جابه‌جایی الکترونی، بخشی از طول موج نور جذب شده و باقی نور بازتاب می‌شود. این امر سبب تغییر رنگ این مواد می‌شود.

نحوه کار با کاغذ pH

برای کار با کاغذ pH باید قطره‌ای از محلول مورد نظر بر روی نوار pH قرار گیرد و تغییر رنگ آن تفسیر شود. فرو بردن مستقیم نوار درون محلول مورد نظر ممکن است باعث انتقال آلودگی یا ناخالصی به محلول شود و به همین دلیل این کار توصیه نمی‌شود. انتقال قطرات محلول بر نوار pH می‌تواند با استفاده از همزن شیشه‌ای آزمایشگاه تمیز و خشک یا قطره‌چکان انجام شود.

در تصویر زیر، روش کار با نوار pH مشخص شده است.

برای دقیق‌تر بودن نتایج سنجش اسیدیته با کاغذ pH بهتر است تمامی ابزار و محلول‌های مورد نظر در دمای اتاق باشند زیرا تغییر دما می‌تواند بر بروی pH اثر بگذارد. اندازه‌گیری pH برای تعیین میزان اسیدی یا بازی بودن مایعات به کار می‌رود. این مقیاس نشان‌دهنده تعداد یون‌های هیدروژن موجود در یک محلول است و مقدار آن در مقیاس بین ۰ تا ۱۴ قرار می‌گیرد. محلول‌هایی با pH کمتر از ۷ اسیدی و محلول‌هایی با pH بیشتر از ۷ بازی محسوب می‌شوند.

اشتباهات رایج استفاده از کاغذ pH

استفاده از کاغذ pH معمولا روشی آسان و سریع برای تشخیص pH محلول است. با این وجود، اشتباهاتی در استفاده از نوار pH ممکن است در نتیجه یا کیفیت محلول مورد آزمایش اثر بگذارد. در ادامه، برخی از رایج‌ترین اشتباهات در استفاده از نوار pH را توضیح می‌دهیم.

قرار دادن کاغذ pH در محلول اصلی

یکی از اشتباهات رایج این است که کاغذ pH مستقیما در محلول اصلی مورد آزمایش فرو برده شود و بلافاصله برای مشاهده تغییر رنگ بیرون کشیده شود. این کار می‌تواند باعث انتقال آلودگی یا ناخالصی از نوار pH به محلول شود. با وجود اینکه در بسیاری از موارد این کار نتیجه‌ای سریع و راحت را به دست می‌آورد باید از این کار اجتناب شود.

تماس کاغذ pH با دیواره های ظرف محلول

باید از تماس نوار pH با دیواره های ظرف محلول اجتناب شود. این کار نه تنها ممکن است باعث انتقال آلودگی یا ناخالصی به محلول شود، بلکه ممکن است در صورت آغشته بودن دیواره‌های ظرف به مواد حل نشده و .... نتیجه درستی به دست نیاید.

فیلم آموزش شیمی دبیرستان – نکته و حل تست کنکور در فرادرس

کلیک کنید

بهترین روش برای استفاده از کاغذ pH استفاده از همزن شیشه‌ای برای نقطه گذاری محلول بر روی نوار pH است. در این روش، باید از همزن شیشه‌ای تمیز و خشک استفاده شود. همزن در محلول فرو برده شده و بیرون آورده شود و قطرات باقی‌مانده بر روی همزن بر روی حدود ۲ سانتی متر بریده شده از نوار pH قرار داده شود. تغییر رنگ حاصل از قطرات محلول مقدار pH محلول را مشخص می‌کند. همچنین، از قطره چکان یا سایر ابزارهای شیشه‌ای آزمایشگاهی تمیز و مناسب نیز می‌توان برای این کار استفاده کرد.

تفاوت کاغذ pH و pH سنج چیست؟

در این مطلب از مجله فرادرس آموختیم کاغذ pH چیست. pH معمولا در آزمایشگاه با استفاده از یک pHمتر دیجیتال اندازه‌گیری می‌شود. این دستگاه دارای یک الکترود است که پس از کالیبره شدن با محلول‌های بافر با pH مشخص، درون محلول مورد آزمایش قرار گرفته و pH آن را به شکل دقیق مشخص می‌کند.

کاغذهای pH یک گزینه ارزان‌تر هستند که اغلب در سنجش‌های کیفی کاتیون‌ها برای اندازه‌گیری تقریبی pH به‌کار می‌روند و نتایج سریع ارائه می‌دهند. این کاغذها نمی‌توانند مقدار pH را به شکل دقیق اندازه‌گیری کنند و تنها مقدار تقریبی اسیدی یا بازی بودن محلول را مشخص می‌کنند.