กระดาษเปลี่ยนสีและกลทางวิทยาศาสตร์
กลวิทยาศาสตร์ 1 นำกระดาษไว้ในขวด ปิดฝาขวด กระดาษจะค่อยๆเปลี่ยนสี เป็นสีชมพู ความลับอยู่ที่ สารละลาย ฟีนอล์ฟทาลีน (Phenolphthalein) ซึ่งใช้เป็นตัวชี้วัด ความเป็นกรดด่าง
กลวิทยาศาสตร์ 2 กลเปลี่ยนสีเชือก จากข้างบนลงข้างล่าง คลิกครับ
|
การตรวจสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลาย
เราสามารถตรวจสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายได้ด้วยอินดิเคเตอร์ ซึ่งเป็นสารที่ใช้บอกสมบัติบางอย่างในปฏิกิริยาเคมี โดยการเปลี่ยนสีหรือการเปลี่ยนแปลงสมบัติบางอย่างที่มองเห็นได้ สารที่นำมาใช้ในการตรวจสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายต่างๆ เรียกว่า " อินดิเคเตอร์สำหรับกรด-เบส (acid-base indicator)"
อินดิเคเตอร์ (indicator) คือ สารที่ใช้ตรวจสอบไฮโดรเนียมไอออน (H3O ) และไฮดรอกไซด์ไอออน (OH ) ได้ เนื่องจากสารละลายที่เป็นกรดจะมีความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนมากกว่าสารละลายที่เป็นเบส
กรดเป็นสารประกอบไฮโดรเจน เมื่อละลายอยู่ในน้ำจะแตกตัวให้ไฮโดรเนียมไอออน

เบสเป็นไฮดรอกไซด์ของโลหะหรืออนุมูลที่มีค่าเทียบเท่าโลหะ ซึ่งเมื่อละลายอยู่ในน้ำจะแตกตัวให้ไฮดรอกไซด์ไอออน

อินดิเคเตอร์แต่ละชนิดจะมีการตรวจสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายแตกต่างกัน อินดิเคเตอร์ที่นิยมใช้กันมากมี 2 ประเภท คือ กระดาษลิตมัสและยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์
1. กระดาษลิตมัส เป็นอินดิเคเตอร์ที่เรารู้จักกันดี กระดาษลิตมัสมี 2 สี ได้แก่ กระดาษลิตมัสสีแดงและกระดาษลิตมัสสีน้ำเงิน
เมื่อใช้กระดาษลิตมัสตรวจสอบสารละลายจะสามารถจำแนกสารได้เป็น 3 ประเภท ดังนี้
+ สารละลายที่มีสมบัติเป็นกรด จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีน้ำเงินไปเป็นสีแดง
+ สารละลายที่มีสมบัติเป็นเบส จะเปลี่ยนสีกระดาษลิตมัสจากสีแดงไปเป็นสีน้ำเงิน
+ สารละลายที่มีสมบัติเป็นกลาง จะไม่ทำปฏิกิริยากับกระดาษลิตมัสทั้งสีน้ำเงินและสีแดง กระดาษลิตมัสจึงไม่เปลี่ยนสี
2. ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ เป็นอินดิเคเตอร์ที่มีการเปลี่ยนสีเกือบทุกค่า pH จึงใช้ทดสอบหาค่า pH ได้ดี อินดิเคเตอร์ชนิดนี้มีทั้งแบบที่เป็นกระดาษและแบบสารละลาย
รูปแสดงกระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์
รูปแสดงการเปลี่ยนสีของกระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์
ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์แบบสารละลายจะเปลี่ยนสีเมื่อใช้ทดสอบสารละลายที่มีค่า pH อยู่ในช่วงที่แตกต่างกัน ดังตัวอย่างต่อไปนี้
+ ฟีนอล์ฟทาลีน เป็นสารละลายใสไม่มีสีซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 8.3-10.0
+ เมทิลเรด เป็นสารละลายสีแดงซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 4.2-6.2
+ บรอมไทมอลบลู เป็นสารละลายสีเหลืองซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 6.0-7.6
+ ฟีนอลเรด เป็นสารละลายสีเหลืองซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีแดง เมื่อใช้ทดสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่มีค่า pH อยู่ระหว่าง 6.8-8.4
ตารางแสดงช่วงการเปลี่ยนสีของอินดิเตอร์เตอร์บางชนิด
อินดิเคเตอร์
|
ช่วง pH ที่เปลี่ยนสี
|
สีที่เปลี่ยน
|
เมทิลออเรนจ์
เมทิลเรด
ลิตมัส
บรอมไทมอลบลู
ฟีนอลเรด
ฟีนอล์ฟทาลีน
|
3.1-4.4
4.2-6.3
5.0-8.0
6.0-7.6
6.8-8.4
8.3-10.0
|
แดง-เหลือง
แดง-เหลือง
แดง-น้ำเงิน
เหลือง-น้ำเงิน
เหลือง-แดง
ไม่มีสี-ชมพูเข้ม
|
การแปรความหมาย เช่น
1) เมทิลเรด
ช่วง pH ที่เปลี่ยนสี คือ 4.2-6.3
สีที่เปลี่ยน คือ แดง-เหลือง
หมายถึง ถ้าสารละลายมี pH ต่ำกว่า 4.2 จะมีสีแดง
ถ้าสารละลายมี pH ช่วง 4.2-6.3 จะมีสีส้ม
(สีผสมของสีแดงกับสีเหลือง)
ถ้าสารละลายมี pH มากกว่า 6.3 จะมีสีเหลือง
สรุป

2) ฟีนอล์ฟทาลีน
ช่วง pH ที่เปลี่ยนสี คือ 8.3- 10.0
สีที่เปลี่ยน คือ ไม่มีสี-ชมพู
หมายถึง ถ้าสารละลายมี pH ต่ำกว่า 8.3 จะไม่มีสี
ถ้าสารละลายมี pH อยู่ในช่วง 8.3-10.0 จะมีสีชมพูอ่อน (ไม่มีสีผสมกับสีชมพู)
ถ้าสารละลายมี pH มากกว่า 10.0 จะมี
สีชมพูเข้ม
สรุป

ตัวอย่าง ถ้าต้องการทดสอบสารละลาย X โดยการเติมฟีนอล์ฟทาลีน พบว่ามีสีชมพู สารละลาย X มี pH เท่าใด
การใช้อินดิเคเตอร์ จะบอกได้เป็นช่วง pH ที่เปลี่ยนสี ดังนั้นสารละลาย X เปลี่ยนเป็นสีชมพูในฟีนอล์ฟทาลีน เพราะฉะนั้นสารละลาย X จึงมีค่า pH มากกว่า 10
ตอบ
ความรู้เพิ่มเติม
อินดิเคเตอร์จากธรรมชาติ คือ สารธรรมชาติที่สกัดได้จากส่วนต่างๆ ของพืช สามารถใช้เพื่อตรวจสอบความเป็นกรด-เบสของสารละลายได้
ตารางแสดงช่วงการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์จากธรรมชาติบางชนิด
ชนิดของพืช
|
ช่วง pH ที่เปลี่ยนสี
|
สีที่มีการเปลี่ยนแปลง
|
อัญชัน
กุหลาบ
กระเจี๊ยบ
ชงโค
บานไม่รู้โรย
ดาวเรือง
ผกากรอง
|
1-3
3-4
6-7
6-7
8-9
9-10
10-11
|
แดง-ม่วง
ชมพู-ไม่มีสี
แดง- เขียว
ชมพู-เขียว
แดง-ม่วง
ไม่มีสี-เหลือง
ไม่มีสี-เหลือง
|
การใช้อินดิเคเตอร์ในการทดสอบหาค่า pH ของสารละลายนั้นจะทราบค่า pH โดยประมาณเท่านั้น ถ้าต้องการทราบค่า pH ที่แท้จริงจะต้องใช้เครื่องมือวัด pH ที่เรียกว่า "พีเอชมิเตอร์ (pH meter)" ซึ่งเป็นเครื่องมือที่สามารถตรวจวัดค่า pH ของสารละลายได้เป็นเวลานานติดต่อกัน ทำให้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความเป็นกรด-เบสของสารละลายได้ และค่า pH ที่อ่านได้จะมีความละเอียดมากกว่าการใช้อินดิเคเตอร์
รูปแสดงพีเอชมิเตอร์
|