شناساگرهای اسید- باز
شناساگرهای اسید- باز موادی هستند که در pH های مختلف رنگهای متفاوتی دارند و با تغییر pH محلول رنگ آنها نیز تغییر می کند. شناساگرها به مقدار ناچیز به محلولها اضافه می شوند و بنابراین خود اثری روی pH محلول ندارند و صرفا از pH محلول تاثیر می پذیرند و رنگ خود را با آن وفق می دهند. از این رو رنگ شناساگر در محلول pH یا بهتر بگوئیم محدوده ای را که pH محلول در آن قرار دارد، مشخص می کند. بعنوان مثال شناساگر لیتموس در محیط های اسیدی قرمز و در محیط های بازی آبی است، پس قرمز شدن لیتموس در یک محلول بیانگر اسیدی بودن آن محلول و آبی شدن لیتموس در یک محلول بیانگر بازی بودن آن محلول است. بعنوان مثال دیگر شناساگرهای متیل اورانژ و فنل فتالئین در محیط های اسیدی به ترتیب قرمز و بیرنگ و در محیط های بازی به ترتیب زرد و ارغوانی هستند.
شناساگرهای اسید- باز در حقیقت اسیدها و بازهای ضعیفی هستند که رنگ فرم اسیدی و بازی آنها با هم متفاوت است و محلول برنگ فرمی دیده می شود که در مقایسه غلظت بیشتری دارد. مثلا شناساگر لیتموس اسید و باز مزدوج ضعیفی است که فرم اسیدی آن قرمز رنگ و فرم بازی آن آبی رنگ است. از این رو می توان شناساگر را با زوج HIn/In- نشان داد که In مخفف کلمه Indicator به معنی شناساگر است و HIn بیانگر فرم اسیدی شناساگر و In- بیانگر فرم بازی شناساگر است. برای شناساگر HIn/In- یک واکنش تفکیک اسیدی به صورت زیر می توان در نظر گرفت:
که ثابت
تفکیک اسیدی
برای شناساگر
با 
نشان
داده شده است.
رابطه ثابت
تعادل واکنش تفکیک
اسیدی
شناساگر را به
صورت زیر می
توان بازنویسی
کرد:
با توجه
به رابطه بدست
آمده نسبت فرم
بازی شناساگر
به فرم اسیدی
آن تابعی از
غلظت H+ و pH محلول یا
بهتر بگوئیم
برابر نسبت
ثابت تفکیک اسیدی
شناساگر 
به
غلظت H+ محلول است.
بنابراین در
محیط های
اسیدی که غلظت
H+ زیاد است
یا بهتر
بگوئیم در
محیط هایی که
غلظت H+ محلول از
ثابت تفکیک
اسیدی
شناساگر بسیار
بیشتر است 
،
غلظت فرم
اسیدی
شناساگر
بسیار بیشتر
از غلظت فرم
بازی آن خواهد
بود 
و به
تبع محلول
برنگ فرم
اسیدی دیده
خواهد شد. بطور
بالعکس در
محیط های بازی
که غلظت H+
کم است یا
بهتر بگوئیم
در محیط هایی
که غلظت H+
محلول از ثابت
تفکیک اسیدی
شناساگر بسیار
کمتر است 
،
غلظت فرم بازی
شناساگر
بسیار بیشتر
از غلظت فرم
اسیدی آن
خواهد بود 
و به
تبع محلول
برنگ فرم بازی
دیده خواهد
شد. در محیط
هایی که غلظت H+
محلول و ثابت
تفکیک اسیدی
شناساگر در
حدود هم
هستند، غلظت
فرم اسیدی
شناساگر و غلظت
فرم بازی آن
نیز در حدود
هم خواهند بود
و محلول برنگ
مخلوط رنگ فرم
اسیدی و فرم
بازی دیده
خواهد شد و به
اصطلاح در
ناحیه تغییر
رنگ قرار
خواهد داشت.
با توجه
به بحث بالا
در محلولها با
معادل
با 
محلول
برنگ فرم
اسیدی
شناساگر، در
محلولها با 
معادل
با 
محلول
برنگ فرم بازی
شناساگر و در
محلولها با 
در
حدود معادل
با 
در
حدود 
محلول
برنگ مخلوط
رنگ فرم اسیدی
و فرم بازی
دیده خواهد
شد. بعبارتی
دیگر مشاهده
رنگ فرم اسیدی
شناساگر در
محلول بیانگر ،
مشاهده رنگ
فرم بازی
شناساگر در
محلول بیانگر و
مشاهده مخلوط
رنگ فرم اسیدی
و فرم بازی
بیانگر در
حدود است.
بعنوان مثال شناساگر
لیتموس برابر 6.5 است و این
شناساگر در 
برنگ فرم
اسیدی یعنی
قرمز، در 
برنگ فرم
بازی یعنی آبی
و در 
بصورت
مخلوطی از این
دو رنگ دیده
می شود. معادلا
قرمز شدن
محلول محتوی
شناساگر
لیتموس بیانگر
و
آبی شدن آن
بیانگر خواهد
بود. بعنوان
مثال دیگر شناساگر
متیل اورانژ
برابر 3.7 است و
این شناساگر
در 
برنگ
فرم اسیدی
یعنی قرمز، در
برنگ
فرم بازی یعنی
زرد-نارنجی و
در 
بصورت
مخلوطی از این
دو رنگ دیده
می شود. شکل بعدی
رنگ های
فرمهای اسیدی
و بازی و
ناحیه تغییر
رنگ چند
شناساگر را
نمایش می دهد.
رنگ های فرمهای اسیدی و بازی و ناحیه تغییر رنگ چند شناساگر
پس همانطور که قبلا هم گفتیم، رنگ شناساگر در محلول محدوده ای را که pH محلول در آن قرار دارد، مشخص می کند. با ترکیب اینچنین اطلاعات حاصل از چند شناساگر می توان مقدار pH محلول را بطور تقریبی بدست آورد. مثال بعدی را در نظر بگیرید.
مثال: در یک محلول شناساگر قرمز فنل برنگ زرد و شناساگر سبز برمو کرزول برنگ آبی در می آید. چه محدوده ای برای pH محلول می توان در نظر گرفت؟
حل:
با توجه به شکل قبلی و ناحیه های تغییر رنگ شناساگرهای یادشده محدوده pH محلول حدودا 5.5 تا 6.5 خواهد بود. با توجه به نسبتا کوچک بودن محدوده یاد شده می توان ادعا نمود pH محلول حدودا 6 است.
*****
همچنین
می توان از شناساگر
جهانی (Universal Indicator)
که مخلوطی از
چند شناساگر
است و یک
تغییر رنگ پیوسته
در محدوده pH
حدودا 1 تا 14
می دهد،
استفاده نمود.
یک شناساگر
اسید- باز جهانی
معمولا در pH
های خیلی
اسیدی (
)
قرمز، در pH
های اسیدی (3-6) نارنجی یا
زرد، در pH
های خنثی (7) سبز، در pH
های بازی (8-11) آبی و در pH
های خیلی بازی
(
)
بنفش یا
ارغوانی است.
بهر حال تعیین
مقدار دقیق pH
محلول
نیازمند
روشهای دیگری
خواهد بود.
رنگهای مختلف یک شناساگر جهانی در pH های مختلف
لازم بذکر است که شناساگرهای اسید- باز در طبیعت بوفور یافت می شوند. بسیاری از گیاهان محتوی موادی هستند که می توانند بعنوان شناساگر اسید- باز عمل کنند. بعنوان مثال گیاهانی مثل کلم قرمز، گل شمعدانی، گل رز، زغال اخته، ریواس و ... محتوی دسته ای از مواد به نام آنتوسیانین هستند که معمولا در pH های اسیدی قرمز یا صورتی و در pH های بازی آبی، زرد یا سبز هستند. شناساگرهای اسید- باز موجود در این گیاهان را می توان معمولا به کمک حلال آب ( مثلا با قرار دادن در آب جوش) استخراج کرد. شکل بعدی عکس العمل آنتوسیانین موجود در کلم قرمز را به تغییر pH نشان می دهد.
رنگهای مختلف آنتوسیانین موجود در کلم قرمز در pH های مختلف ( در pH=2 قرمز، در pH=4 ارغوانی، در pH=6 بنفش، در pH=8 آبی، در pH=10 سبز- آبی و در pH=12 زرد- سبز)
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
**************************************************
سایت: www.youngchemist.com
مولف: محمد شاهی
نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com
**************************************************
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||