Лакмусовая бумага идеально подходит для быстрого проведения теста на уровень pH. Естественные вещества, которым пропитывают разноцветные полоски, меняют оттенок в зависимости от показателей кислотно-щелочного баланса среды, в которую их помещают.
Принцип действия
Индикаторная лакмусовая бумага обладает уникальной способностью к изменению цвета при контакте с щелочными и кислотными средами. В первом случае реактив дает синий оттенок, во втором – красный.
Лакмусовая бумага содержит красящие элементы естественного происхождения, которые выступают простейшими химическими индикаторами. В состав лакмуса входит более полутора десятка отдельных субстанций и реагентов. Основным сырьем для синтеза вещества выступают растения, в частности некоторые виды лишайников.
В сравнении с прочими распространенными индикаторами лакмусовая бумага позволяет с незначительными погрешностями определять характер тестируемой среды.
Как проводится тест pH?
Процесс определения нейтрального, кислотного либо щелочного состава жидких субстанций достаточно прост. Для начала приобретается лакмусовая бумага в аптеке. Затем индикаторные полоски помещаются на несколько секунд в среду, показатели которой необходимо выяснить.
Объективные результаты теста проявляются примерно по истечении 20 секунд после начала процедуры. Оттенок, который проявился на бумаге, достаточно сравнить с универсальной шкалой цвета, представленной на упаковке индикатора. Совпадение оттенков указывает на характер жидкой субстанции и определенный уровень pH.
Сферы применения
Лакмусовая бумага используется:
- химическими лабораториями;
- в сфере производства косметической продукции;
- для определения безопасности и качества воды;
- при выявлении вредных примесей в жидких субстанциях;
- для анализа почвы;
- при необходимости определения состава воды в бассейнах, аквариумах.
Лакмусовая бумага в быту
Бытовое применение индикатора связано с анализом уровня pH биологических жидкостей тела. Использование лакмусовой бумаги удобно, в первую очередь, благодаря возможности самостоятельного быстрого проведения необходимых тестов. Применение индикатора в домашних условиях дает возможность контролировать состояние жидкостей в организме и определять качество потребляемых продуктов питания.
Лакмусовая бумага для теста на кислотность эффективна при наличии данных о нормальных показателях исследуемых веществ. Например, при наличии химических добавок в составе молока полоски сразу же дадут соответствующую реакцию, изменив собственный оттенок. Чтобы определить уровень безопасности тех или иных продуктов, достаточно располагать информацией об их уровне кислотно-щелочного баланса.
Особенности работы с лакмусовым индикатором
Любые тесты, касающиеся определения уровня кислотности, рекомендуется выполнять, используя специальную лабораторную посуду из пластика или стекла. Соблюдение данного условия способствует получению объективных результатов, так как кислые и щелочные среды отличаются агрессивным воздействием на прочие субстанции и поэтому способны взаимодействовать с некоторыми химическими соединениями.
Обычно лакмусовый индикатор представлен в форме отдельных отрывных полосок. Выпускается тестовое средство в рулонах, коробках, пеналах, тубусах. Шкала кислотно-щелочного баланса может находиться на упаковке, наноситься непосредственно на полоски либо прилагаться к упаковке в виде информационного вкладыша.
Достоинства лакмусовой бумаги
Среди основных преимуществ индикатора стоит отметить:
- быстрый, объективный результат с минимальными погрешностями;
- простоту и удобство применения;
- экономичный расход;
- доступную стоимость;
- защищенность кожи от непосредственного контакта с химическими реагентами.
В заключение
Лакмусовые бумажные индикаторы крайне практичны в бытовом применении. Подобные тестовые средства помогают следить за состоянием собственного здоровья и дают возможность выяснять причины ухудшения самочувствия окружающих.
Широко применяется лакмусовая бумага для определения уровня pH продуктов питания, воды, грунта, всевозможных биологических жидкостей. Индикатор позволяет быстро подобрать подходящее безопасное мыло, шампунь, гель для душа, прочие средства индивидуального ухода за телом в соответствии с показателями кислотно-щелочного баланса кожи. Среди всех доступных измерителей pH лакмусовые полоски наиболее просты в бытовом применении.
В качестве средства для определения кислотно-щелочного равновесия в продуктах питания на даче или в обычных домашних условиях, когда под рукой нет других эффективных индикаторов, доступный бумажный тест играет незаменимую роль.
- Главная forward arrow
Главное свойство лакмусовой бумаги как измерительного инструмента — это точность.
Существует общее правило: бумага широкого диапазона pH (1-14 или 0-12) имеет низкую контрастность и крупный шаг шкалы (как правило "1") — это сказывается негативно на точности измерений.
Лакмусовая бумага pH 1-14
Бумага широкого диапазона (pH 1-14) позволяет измерить pH в более широких пределах, но обладает меньшей контрастностью и большим шагом шкалы — как следствие, меньшей точностью.
Узкий диапазон pH ( 5.4-8.0 или 5.4-10.0) указывает на то,что индикатор работает в более узких границах — при этом за счет более высокой контрастности и мелкого шага шкалы повышается и точность измерений.
Однако есть еще несколько важных нюансов: о них я расскажу ниже.
Диапазон pH, указанный на упаковке, говорит, в каких пределах мы можем измерять кислотность.
На рынке существуют полоски широкого диапазона (pH1-14, pH1-12, pH0-14) и узкого (например, pH 5.4-8.0 или pH 5.4-10.0).
Индикаторная бумага широкого диапазона pH 1-14 позволяет измерять сильно-кислые, так и сильно-щелочные среды: поэтому ее еще называют универсальной.
как отличить точную бумагу
Точность определения pH с помощью лакмусовой бумаги зависит не от шага шкалы, как принято считать, — не только от него. В первую очередь она зависит от точности калибровки шкалы и контрастности бумаги.
Калибровка шкалы означает то, что производитель перед печатью шкал тщательно подбирает и проверяет цвета на соответствие окраске бумаги и значениям pH, используя для этого высокоточный pH-метр.
Это нужно, чтобы минимизировать все погрешности и, как следствие, добиться точности измерений.
Даже, если шкала имеет мелкий шаг, но цвета шкалы при этом не соответствуют цветам бумажки , вы не сможете понять куда (к какому цвету шкалы) "прислонить" лакмусовую бумажку и не сможете получить адекватный и точный результат.
Контрастность — это то, насколько отличается цвет индикаторных бумажек после реакции в растворах с разным уровнем pH. От этого зависит различимость соседних цветов шкалы и, как следствие — точность считываемых показаний.
Примеры бумаги с качественной калибровкой шкалы и без калибровки
Калибровку шкал необходимо проводить для каждого тиража лакмусовой бумаги индивидуально, т.к. от партии к партии индикатор может иметь разные цвета (производственная погрешность, связанная с температурой). Во-вторых, печатное оборудование (даже высокоточный принтер) имеет свою погрешность, которую также нужно учитывать.
Например, конкретная партия бумаги получилась светлее, чем раньше, а печатный станок "увел цвета" в сторону красного — в итоге старая калибровка уже не актуальна и нужно провести ее заново.
Производители чаще всего не делают индивидуальную калибровку, именно поэтому возникает и большая погрешность (низкая точность) при определении кислотности лакмусовой бумагой.
Для наглядности я покажу варианты измерений с использованием бумаги, где калибровка шкалы не проводится (pH 5.4-7.0, Китай) и бумаги с высокоточной калибровкой шкалы (pHSCAN 5.4-10.0, Россия):
Обратите внимание: цвет лакмусовой бумажки в данном примере намного светлее и бледнее — по сути он отсутствует на шкале — это результат того, что производитель не калибрует шкалу индивидуально для каждой партии бумаги.
Т.е. они откалибровали ее один раз когда-то и не учитывают изменения цвета в каждой партии — ко всему этому добавляется погрешность типографской печати — в итоге, весь смысл мелкого шага теряется.
Ниже — пример использования индикаторной pH-бумаги с индивидуальной калибровки с применением высокоточного принтера (показана бумага pHSCAN 5.4-10.0 и 5.4-8.0):
В данном случае мы видим практически 100-процентное попадание в цвет шкалы — это с одной стороны облегчает считывание результата и с другой — позволяет использовать лакмусовую бумагу в тех случаях, когда требуется высокая точность измерений.
Т.е. мелкий шаг шкалы (0.1-0.2) в данном случае действительно оправдывает себя.
Как точность измерений зависит от контрастности
Контрастность лакмусовой бумаги — это разница в соседних цветах, т.е. их различимость.
Иными словами, если контрастность высокая, то и разница в цвете соседних цветов на шкале хорошо видна. Именно высокая контрастность индикаторов дает возможность делать мелкий шаг, тем самым повышая точность измерений.
Чтобы было понятнее, сравним цвета и контрастность бумаги широкого диапазона (pH 1-14) и узкого диапазона (pHSCAN 5.4-8.0) на конкретных примерах:
Лакмусовая бумага pH 1-14
Лакмусовая бумага pHSCAN 5.4-8.0
Как видно из примера, контрастность у бумаги pH 1-14 (слева) очень низкая, разница в цвете практически не различима на глаз.
В случае с бумагой pHSCAN 5.4-8.0 разница в цвете гораздо более очевидна: в растворе с pH=5.5 бумажка окрасилась в ярко-желтый цвет, а в растворе с pH=6.2 имеет зеленоватый оттенок.
Попробуем увеличить pH второй жидкости до 6.7 и повторим опыт.
Лакмусовая бумага pH 1-14
Лакмусовая бумага pHSCAN 5.4-8.0
Здесь мы уже видим разницу в цветах у бумаги pH 1-14, но она не такая явная, как у бумаги pHSCAN 5.4-8.0.
Пришло время сделать выводы: что мы имеем в сухом остатке?
Во-первых: Не смотря на то, что многие продавцы пытаются представить лакмусовую индикаторную бумагу pH 1-14 как более точную и универсальную — тесты показывают, что она имеет низкую контрастность и вряд-ли подойдет для ряда задач.
Тем не менее она имеет бОльший диапазон и только в этом состоит ее универсальность. Т.е. она позволяет измерять более кислые и более щелочные среды, точность при этом оставляет желать лучшего.
Во-вторых: даже, если индикаторная бумага имеет меньший шаг и более высокую контрастность — этого не достаточно. Также важна калибровка шкалы. С плохо откалиброванной шкалой смысл мелкого шага теряется и точность падает.
Если Вам нужен pH-тест для широкого круга задач — можете купить лакмусовую бумагу pH 1-14.
И она вполне подходит для грубых измерений.
Если вы хотите иметь возможность использовать ее для более точных замеров — можно приобрести также дополнительную шкалу с шагом 0.5-0.25 — это конечно не улучшит контрастность бумаги, тем не менее позволит более точно отслеживать изменения pH в концентрированных средах.
Если Вам нужна лакмусовая бумага высокой точности (например, для определения степени закисления организма по моче и слюне или определения pH воды) для этих целей подойдет индикаторная бумага pHSCAN. Она лучше и точнее любой бумаги pH 1-14 — имеет бОльшую контрастность и в отличии от китайских и других аналогов — более удобную и качественно откалиброванную шкалу.
Лакмусовая бумага — это инструмент, используемый для проверки того, является ли вещество кислотой или основанием. Когда вещество растворяется в воде, полученный раствор вызывает изменение цвета лакмусовой бумаги. Кислотность или щелочность раствора определяется концентрацией ионов водорода или мощностью водорода, выраженной в виде значения рН. Лакмусовый тест дает быстрый результат, но не может определить уровень кислотности или щелочности раствора.
Кислоты и Основы
Кислоты и основания могут быть определены несколькими способами с использованием различных параметров. Химик XIX века Сванте Аррениус определил кислоты и основания в соответствии с ионами, которые они дают в водных растворах. Кислоты представляют собой соединения, которые выделяют ионы водорода (Н +) при растворении в воде, а основания дают гидроксид-ионы (ОН-) при растворении в воде. Например, соляная кислота (HCl) диссоциирует в воде с образованием иона гидрония (H3O +) и иона хлорида (Cl-). Основание, такое как аммиак (NH3), диссоциирует в воде с образованием иона аммония (NH4 +) и гидроксид-иона (OH-). Проще говоря, кислоты обычно имеют кислый вкус, как лимонный сок, а основы чувствуют себя скользкими, как мыло.
Основы рН шкалы
pH — это значение, которое выражает концентрацию водорода в растворе. Шкала рН колеблется от 0 до 14 и соответствует отрицательному логарифму концентрации ионов водорода. Чистая вода является нейтральной и имеет рН 7. Растворы с рН ниже 7 являются кислотными, в то время как растворы с рН выше 7 являются щелочными или щелочными. Лимонный сок и желудочная кислота имеют рН около 2. Кофе имеет рН около 5. Кровь слабощелочная, с рН, который остается близким к 7,4. Бытовые моющие средства отбеливатель и аммиак имеют значения pH примерно 9 и 12 соответственно.
Лакмусовая бумага
Лакмусовая бумага является одним из видов кислотно-основного индикатора. Это доступно в красных, синих и нейтральных изменениях. Бумага пропитана красителем из лишайников, который меняет цвет в ответ на присутствие кислоты или основания. Красная бумага используется для определения щелочного pH и станет синей в присутствии основного раствора. Синяя лакмусовая бумага используется для проверки на наличие кислот и приобретает оттенок красного при контакте с кислотным раствором. Нейтральная лакмусовая бумага имеет фиолетовый цвет и изменит цвет на красный или синий в зависимости от того, является ли тестируемый раствор кислым или щелочным.
Выполнение теста лакмуса
Лакмусовая бумага дает пользователю общее представление о кислотности или щелочности, поскольку она соотносится с оттенком красного или синего, который бумага поворачивает. Чтобы проверить pH вещества, окуните полоску лакмусовой бумаги в раствор или используйте капельницу или пипетку, чтобы капнуть небольшое количество раствора на лакмусовую бумагу. Синяя лакмусовая бумага может указывать на кислоту с рН от 4 до 5 или ниже. Красная лакмусовая бумага может показать основу с рН выше 8. Если раствор имеет рН от 5 до 8, он будет показывать небольшое изменение цвета на лакмусовой бумаге. Основа, протестированная с синей лакмусовой бумагой, не покажет какого-либо изменения цвета, а кислота, протестированная с красной лакмусовой бумагой, не изменит цвет.
Ограничения лакмусовой бумаги
Использование лакмусовой бумажки — это быстрый и простой способ определить, является ли раствор кислым или щелочным. Лакмусовая бумага недорогая, портативная и может тестировать кислотность и щелочность, используя только небольшой объем раствора. Тем не менее, он не может обеспечить фактический pH для вещества, кроме указания того, что pH примерно 5 или больше 8. Лакмусовая бумага не полезна для тестирования веществ с pH, близким к нейтральному.