ตัวบ่งชี้ค่า pH คืออะไร?

รีเอเจนต์บ่งชี้ค่า pH หรือกรดเบสคือสารประกอบที่เมื่อแช่หรือเจือจางในสารละลายที่เป็นน้ำ จะเปลี่ยนสีขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย จำเป็นต้องใช้รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้จำนวนเล็กน้อยเพื่อสร้างการเปลี่ยนสีที่มองเห็นได้ รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH จะไม่เปลี่ยนความเป็นกรดหรือด่างของสารละลายอย่างมีนัยสำคัญหากใช้ในรูปแบบเจือจาง

รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ทำปฏิกิริยากับน้ำในสารละลาย ก่อตัวเป็นไฮโดรเนียมไอออน (H ₃ O ⁺ ) หรือไฮโดรเจนไอออนบวก (H ⁺ ) และปรับเปลี่ยนโครงสร้าง ซึ่งทำให้สีเปลี่ยนไป

รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้บางตัวเปลี่ยนสีและบางตัวสลับระหว่างการไม่มีสีและการได้สีที่ต้องการ รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH มักเป็นกรดอ่อนหรือเบสอ่อน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ นี่คือกรณีของแอนโทไซยานินซึ่งพบในดอกไม้ ผลไม้และผัก; นอกจากนี้ยังมีรีเอเจนต์ดังกล่าวในกะหล่ำปลีแดงหรือกะหล่ำปลีแดง ในกลีบกุหลาบ ในบลูเบอร์รี่ ในลำต้นรูบาร์บ ในไฮเดรนเยียและดอกป๊อปปี้ กระดาษลิตมัสเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของสารบ่งชี้ธรรมชาติที่ผลิตโดยไลเคนบางชนิด

อินดิเคเตอร์รีเอเจนต์ที่มีสูตรทั่วไป HIn ซึ่งเป็นกรดอ่อน ทำปฏิกิริยาในสารละลายที่เป็นน้ำตามสมการทางเคมีต่อไปนี้:

H ใน(aq) + H ₂ O(l) ⇆ H ₃ O ⁺ (aq) + ใน^– (aq)

เมื่อ pH ของสารละลายต่ำ จะมีโปรตอน (H ⁺ ) มากขึ้น ดังนั้น ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนจึงสูง ทำให้สมดุลของปฏิกิริยาเปลี่ยนไปทางซ้ายและสนับสนุนการก่อตัวของสารประกอบ HIn ดังนั้นการแก้ปัญหาจะใช้สีของน้ำยาบ่งชี้ HIn ในทางกลับกัน ถ้า pH ของสารละลายสูง จะมีโปรตอน (H ⁺ ) น้อยลง ซึ่งจะทำให้ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนลดลง สมดุลของสมการจะเลื่อนไปทางขวาและคำตอบจะใช้สีของฐานคอนจูเกต ใน^– .

นอกจากรีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH แล้ว ยังมีตัวบ่งชี้อีกสองประเภทที่ใช้ในทางเคมี มีดังต่อไปนี้:

• ตัวบ่งชี้ศักยภาพรีดอกซ์ซึ่งใช้ในการประเมินความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและปฏิกิริยารีดักชั่น 
• ตัวบ่งชี้เชิงซ้อนใช้ในการวัดปริมาณปฏิกิริยาเชิงซ้อนของไอออนบวกของโลหะ

ตัวอย่างของรีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH

• เมทิลเรดเป็นตัวบ่งชี้รีเอเจนต์ที่ใช้ในการประเมินค่า pH ระหว่าง 4.4 ถึง 6.2 หาก pH ของสารละลายน้อยกว่า 4.4 สีของสารละลายจะเป็นสีแดง ถ้ามากกว่า 6.2 จะเป็นสีเหลือง ค่า pH ระหว่าง 4.4 ถึง 6.2 ทำให้เกิดสีส้มในสารละลาย
• Bromocresol Greenเป็นตัวบ่งชี้รีเอเจนต์ที่ใช้ในการประเมินค่า pH ระหว่าง 3.8 ถึง 5.4 สีของสารละลายจะเป็นสีเหลืองหาก pH ของสารละลายน้อยกว่า 3.8 และเป็นสีน้ำเงินหาก pH มากกว่า 5.4 ค่า pH ระดับกลางทำให้สีของสารละลายเป็นสีเขียว

น้ำยาบ่งชี้สากล

รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH เปลี่ยนสีในช่วงต่างๆ หากเรารวมค่าเหล่านี้เข้าด้วยกัน เราก็สามารถประเมินค่า pH ของสารละลายในช่วงที่กว้างกว่าค่า pH ของสารละลายแต่ละชนิด

รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้สากลประกอบด้วยไทมอลบลู เมทิลเรด โบรโมไทมอลบลู และฟีนอล์ฟทาลีน ชุดค่าผสมนี้สามารถประเมินค่า pH ในช่วงน้อยกว่า 3 (สีแดง) ถึงมากกว่า 11 (สีม่วง) สีระดับกลาง ได้แก่ สีส้มถึงเหลือง (pH 3 ถึง 6) สีเขียว (pH 7 หรือเป็นกลาง) และสีน้ำเงิน (pH 8 ถึง 11)

การใช้รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH

รีเอเจนต์ตัวบ่งชี้ค่า pH ใช้เพื่อให้ได้ค่า pH โดยประมาณของสารละลายอย่างรวดเร็ว เพื่อการวัดที่แม่นยำ ควรใช้เครื่องวัดค่า pH ตัวอย่างเช่น ใช้ในการไทเทรตปฏิกิริยากรด-เบส ซึ่งบ่งชี้ว่าถึงค่า pH ที่ต้องการแล้ว