Làm thế nào để một tờ giấy pH phát hiện axit hoặc bazơ? Sự khác biệt giữa giấy pH và giấy quỳ là gì?


Câu trả lời 1:

Một tờ giấy pH được ngâm tẩm với một hóa chất (hoặc một loạt các hóa chất) có sắc tố là màu khác nhau ở nồng độ pH khác nhau.

hình ảnh của 7-Hydroxy-1H-phenoxazin-1-one, từ Wikipedia

Giấy Litmus chỉ là một trong nhiều loại giấy pH khác nhau, mặc dù theo bài báo được liên kết, litmus đã được sử dụng lần đầu tiên vào khoảng năm 1300 sau Công nguyên bởi nhà giả kim người Tây Ban Nha Arnaldus de Villa Nova và cấu trúc hóa học chịu trách nhiệm cho màu giấy litmus ( 7-Hydroxy-1H-phenoxazin-1-one) được tìm thấy tự nhiên trong một số địa y màu xanh lam, thường có trong một số hợp chất liên quan chặt chẽ được gọi là Orcein và được phân lập từ lichen Roccella tinctoria.

hình ảnh từ chỉ báo phổ quát - Wikipedia

Phạm vi màu được tìm thấy trong hầu hết giấy pH thường phụ thuộc vào sự hiện diện của nhiều hóa chất chỉ thị / Trong trường hợp giấy pH, các hóa chất như thymol blue, đỏ methyl, bromothymol và phenolphthalein mỗi loại có một màu khác nhau tùy thuộc vào độ pH của giải pháp là.

Ví dụ, ở độ pH rất thấp, màu xanh thymol có màu hơi đỏ, vì dạng hóa học của hợp chất màu xanh thymol bị proton hóa hoàn toàn.

hình ảnh từ Thymol blue - Wikipedia

ở pH cao hơn, hóa chất mất một proton và tạo thành hợp chất ion, có màu gần với màu vàng hơn. Khi pH càng cao hơn, hợp chất sẽ mất một proton thứ hai và tạo thành hợp chất có màu xanh lam.

Khi bạn có các hợp chất trên giấy có màu cả xanh và vàng, hỗn hợp màu này được coi là màu xanh lá cây. Vì vậy, bằng cách có một loạt các thuốc nhuộm có màu khác nhau ở các phạm vi pH khác nhau, bạn sẽ có được một dải màu cảm nhận đẹp trên toàn bộ phạm vi pH.

hình ảnh từ chỉ báo phổ quát - Wikipedia

Litmose Trung Anh, có nguồn gốc Scandinavi; gần giống với các loại thảo mộc Old Norse litmosi được sử dụng trong nhuộm, từ màu litr (giống với độ sáng wlite tiếng Anh cổ, ngoại hình) + mosi rêu; gần giống với tiếng Anh cổ moss (Định nghĩa của Litmus- Merriam Webster Dictionary)

Litmus có nghĩa đen là màu của rêu, mặc dù cách sử dụng như một phép thử đơn giản để phân biệt axit và bazơ (màu xanh dương đối với axit, màu hồng đối với axit) đã củng cố thuật ngữ này trong một số cụm từ liên quan. Bất cứ lúc nào điều gì đó có thể được xác định là đúng hay sai với một thử nghiệm đơn giản chỉ ra sự khác biệt màu sắc rõ ràng được cho là có một thử nghiệm lit litmus, cho dù nó có liên quan đến màu rêu hay là đo axit hoặc bazơ. Cần lưu ý rằng độ pH chính xác mà tại đó một màu chỉ thị cụ thể làm cho quá trình chuyển đổi từ màu này sang màu khác phụ thuộc vào một số yếu tố và có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của các hóa chất khác có thể chuyển màu, như isopropanol ( cồn xát).

Điều này có thể được nhìn thấy rất rõ với chỉ thị màu xanh bromothymol, có dạng proton so với không được khử ở các nồng độ khác nhau ở các mức pH khác nhau:

hình ảnh từ Bromothymol màu xanh - Wikipedia

ở pH 2, các phân tử màu xanh bromothymol hoàn toàn bị proton hóa và màu của dung dịch là màu vàng rất sáng. Ở pH 8, các phân tử màu xanh bromothymol bị khử hoàn toàn và màu sắc là một màu xanh rất sáng. Tuy nhiên, trong phạm vi nồng độ pH được mô tả ở giữa, bạn trực tiếp nhận thấy rằng một số phân tử màu xanh bromothymol bị proton hóa, và các phân tử khác bị khử, bởi vì trạng thái cân bằng cho phản ứng thuận nghịch chỉ được đẩy đến điểm trung gian. Trên thực tế, bạn có thể đo trực tiếp nồng độ của từng dạng riêng biệt bằng cách đo độ hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, mặc dù màu sắc có vẻ liên tục hoặc phổ bao gồm vàng, lục và lam, không có màu xanh lá cây Hình thức phân tử màu xanh bromothymol.

Dạng bromothymol màu xanh được proton hóa có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng 427nm, do đó truyền ánh sáng màu vàng trong dung dịch axit và dạng khử liên kết có độ hấp thụ cực đại ở 602nm do đó truyền ánh sáng xanh trong các dung dịch cơ bản hơn. Bromothymol màu xanh - Wikipedia

Một thử nghiệm giấy quỳ không phản ứng với sự hiện diện hay vắng mặt của các proton, ion hydronium hoặc ion hydroxide - thay vào đó nó đang trải qua một sự thay đổi hóa học mà trạng thái cân bằng của nó bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện hoặc không có nồng độ đáng kể của các loại ion này. Trong hầu hết mọi trường hợp, sự thay đổi màu sắc đòi hỏi phải có sự hiện diện của dung môi để thay đổi màu sắc và giấy quỳ xanh hoặc giấy quỳ đỏ được tô màu như vậy vì nó được sấy khô với sự có mặt của hóa chất (thường là chất đệm) giữ hợp chất trong dạng hóa học mong muốn.