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酸塩基インジケーターの定義と例

酸塩基インジケーターの定義と例


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化学および調理では、多くの物質が水に溶解して酸性または塩基性/アルカリ性になります。塩基性溶液のpHは7を超えていますが、酸性溶液のpHは7未満です。pHが7の水溶液は中性と見なされます。酸塩基インジケーターは、溶液がpHスケールのどこに落ちるかを大まかに判断するために使用される物質です。

酸塩基インジケーターの定義

酸塩基インジケーターは、弱酸または弱塩基のいずれかであり、水素の濃度(H+)または水酸化物(OH-)水溶液中でイオンが変化します。酸塩基インジケーターは、酸塩基反応の終点を識別するために滴定で最もよく使用されます。また、pH値の測定や、興味深い色変化科学のデモンストレーションにも使用されます。

としても知られている: pH指示薬

酸塩基インジケーターの例

おそらく最もよく知られているpHインジケーターはリトマスです。チモールブルー、フェノールレッド、メチルオレンジはすべて一般的な酸塩基インジケーターです。赤キャベツは、酸塩基インジケーターとしても使用できます。

酸塩基インジケーターの仕組み

インジケーターが弱酸の場合、酸とその共役塩基は異なる色です。インジケーターが弱塩基の場合、塩基とその共役酸は異なる色を表示します。

一般式HInの弱酸インジケーターの場合、化学式に従って溶液内で平衡に達します。

HIn(aq)+ H2O(l)↔で-(aq)+ H3O+(aq)

HIn(aq)は酸であり、ベースInとは異なる色です-(aq)。 pHが低い場合、ヒドロニウムイオンHの濃度3O+ が高く、平衡は左に向かって、色Aを生成します。高pHでは、Hの濃度は3O+ が低いため、平衡は方程式の右側に向かう傾向があり、色Bが表示されます。

弱酸指示薬の例はフェノールフタレインであり、これは弱酸としては無色ですが、水中で解離してマゼンタまたは赤紫色のアニオンを形成します。酸性溶液では、平衡は左側にあるため、溶液は無色(マゼンタアニオンが少なすぎて見えません)ですが、pHが高くなると、平衡が右側にシフトし、マゼンタ色が見えます。

反応の平衡定数は、次の方程式を使用して決定できます。

K = H3O+- / HIn

ここで、K インジケータ解離定数です。色の変化は、酸とアニオン塩基の濃度が等しくなるポイントで発生します。

HIn = In-

これは、インジケーターの半分が酸の形であり、残りの半分がその共役塩基であるポイントです。

ユニバーサルインジケータの定義

特定の種類の酸塩基インジケーターは、ユニバーサルインジケーターです。これは、広いpH範囲で徐々に色が変化する複数のインジケーターの混合物です。数滴を溶液と混合すると、おおよそのpH値に関連付けられる色が生成されるように、インジケーターが選択されます。

一般的なpHインジケータの表

いくつかの植物および家庭用化学物質はpHインジケーターとして使用できますが、ラボ設定では、これらはインジケーターとして使用される最も一般的な化学物質です。

インジケータ酸の色ベースカラーpH範囲pK
チモールブルー(最初の変更)1.2 - 2.81.5
メチルオレンジ3.2 - 4.43.7
ブロモクレゾールグリーン青い3.8 - 5.44.7
メチルレッド4.8 - 6.05.1
ブロモチモールブルー青い6.0 - 7.67.0
フェノールレッド6.8- 8.47.9
チモールブルー(2回目の変更)青い8.0 - 9.68.9
フェノールフタレイン無色マゼンタ8.2 -10.09.4

「酸」と「塩基」の色は相対的です。また、いくつかの一般的なインジケータは、弱酸または弱塩基が複数回解離するため、複数の色の変化を表示することに注意してください。

酸塩基インジケーターの重要なポイント

  • 酸塩基インジケーターは、水溶液が酸性、中性、またはアルカリ性かどうかを判断するために使用される化学物質です。酸性度とアルカリ度はpHに関連するため、pHインジケータとしても知られています。
  • 酸塩基インジケーターの例には、リトマス紙、フェノールフタレイン、赤キャベツジュースなどがあります。
  • 酸塩基インジケータは、弱酸または弱塩基であり、水中で解離して、弱酸とその共役塩基、または弱塩基とその共役酸を生成します。種とその共役は色が異なります。
  • インジケータの色が変わるポイントは、化学物質ごとに異なります。指示薬が役立つpH範囲があります。そのため、あるソリューションに適している可能性のある指標は、別のソリューションをテストするのに不適切な選択になる可能性があります。
  • 一部のインジケータでは、実際に酸または塩基を特定することはできませんが、酸または塩基のおおよそのpHのみを示すことができます。たとえば、メチルオレンジは酸性pHでのみ機能します。特定のpH(酸性)を超えると同じ色になり、中性およびアルカリ性の値にもなります。



コメント:

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