pH-målinger

- Kasper Engberg -

For at lære lidt om pH kan vi starte med at måle pH værdier for forskellige stoffer, som I kender fra dagligdagen, eller som I kan finde i kemi-lokalet. Nogle oplagte stoffer kunne f.eks. være:

bullet

Citrusfrugter

bullet

Æbler

bullet

Asparges

bullet

Tomater

bullet

Brød

bullet

Vin

bullet

Spyt

bullet

Urin

bullet

Afløbsrens

bullet

Sodavand

bullet

Kaffe

bullet

C-vitamin

bullet

Regnvand

bullet

3-dobbelt salmiak spiritus

bullet

Husholdningseddike (CH3COOH eller E260)

bullet

Forskellige sæber

bullet

Vand

bullet

Saltsyre (HCl)

bullet

Svovlsyre (H2SO4)

bullet

Salpetersyre (HNO3)

bullet

Kalkvand (Ca(OH)2)

bullet

Ammoniakvand (NH4OH)

Hvis I vil måle på noget der ikke er "vådt", kan I opløse lidt af stoffet i vand - på den måde ændres pH værdien ikke ret meget.
Målingen kan I foretage med indikator-papir, pH-sticks, flydende ph-indikator eller elektronisk pH-måler. Så længe der kan aflæses en talværdi, på den ene eller den anden måde.

Jeres lærer kan sikkert finde et par stykker karton til jer - et rødt og et blåt. Her kan I skrive jeres resultater på - tallene fra 1-7 på det røde karton og fra 7-14 på det blå. Hvis det skal være rigtig fint, kan I sætte billeder på af stofferne.

Rødkålsindikator
Når vi snakker om indikatorer, er rødkål oplagt. I kender måske rødkål, som tilbehør til flæskestegen, eller fra andet julemad. Det vil sige, at I allerede ved at dette stof ikke er skadeligt at arbejde med, i modsætning til mange andre indikatorer.

For at lave sig en indikator, skal I starte med at tage et halvt rødkålshoved og skære det i små stykker (stykkerne behøver ikke at være ens). Rødkålen skal I nu putte i en gryde og hælde kogende vand over. Så skal I røre i gryden indtil I syntes at farven er stærk nok.

 

 

Kogende vand tilsættes det grofthakkede rødkål.

 

Til sidst hælder I det farvede vand over i en beholder og jeres indikator er klar!

 

 

Når rødkålsafkoget er tilpas blåt, hældes væden over i en beholder. I skal ikke sætte låg på før det er kølet lidt af, da der ellers kan komme undertryk i beholderen.

Måske syntes I at det er lidt mærkeligt at rødkåls afkog nærmest er violet. Det rødkål som vi kan købe på glas i supermarkederne er lagret i eddike, som får farven til at skifte og blive mere appetitlig.

Det farvestof der er i rødkål kaldtes et anthocyanin og kan købes som tilsætningsstoffet E163, der (ikke overraskende) er tilladt i mad. Det er også anthocyanin der giver æbler, blomster og blade en rød-gul farve. Den ses mest om efteråret, når den grønne chlorofyl er nedbrudt.

For at I kan se hvordan jeres indikator virker skal I have fat i 5 store cylinderglas. Hvert af disse skal I fylde en tredjedel op med rødkålsafkog (resten af væsken kan I gemme i et par uger, men den taber farve med tiden og begynder til sidst at rådne).

 

Glas A:
Fyld efter med vand, så den blå farve bliver rigtig tydelig. Dette glas kan I bruge til at se hvordan væsken ser ud uden noget andet i - vi kalder det referenceglasset. Farven er smukt blåviolet.


Glas B:
 
Fyld sportssodavand i og glasset bliver lyserødt. I har nu lavet en (lyse-)rød sodavand. Hvis I ikke har noget imod smagen af kålsaft, kan I godt smage på indholdet. Indholdet i de næste 3 glas må I endeligt ikke smage på.

 

Her ses referenceglasset til venstre og farven på en sportsvand med rødkålsafkog.

Glas C: 
Fyld en tredjedel vand og lidt koncentreret saltsyre i glasset. Farven skifter til en kraftig rød.

Glas D: 
Put et par soda-krystaller i glasset. Farven bliver grøn.

Glas E: 
Fyld koncentreret NaOH (natriumhydroxid) i glasset, indtil farven er helt gul.

Når alle glassene er fyldt, skulle de gerne se nogenlunde således ud.

 

Hvis I vil kan I trylle lidt for jeres kamerater. Hvad får man hvis man blander gul med blå? Hvis det er farvelære det handler om, så skulle det jo blive grønt. Det kan I vise ved at hælde lidt af den gule væske i glas E over i glas A.
Hvad så med rød og gul? Orange? Næ, hvis I hælder den røde væske fra glas C over i det gule glas E bliver det ikke orange, men grønt igen!

I kan nu prøve at finde rødkåls omslagsområder, ved at tilsætte syre og base til ren rødkålsafkog. I skal gøre det meget lidt af gangen. Når I så kan se at farven er skiftet kan I måle pH værdien med indikatorpapir og aflæse hvor den skifter. Det skulle gerne komme til at ligne denne skala.

I stedet for rødkål kan I også bruge rødvin, rødbeder eller blomster som indikatorer. Den bedste måde at bruge blomster på, er ved at lade dem ligge i sprit natten over.

Andre indikatorer
Andre populære indikatorer er:

bullet

Bromthymolblåt (BTB) gul op til 6,0 og blå over 7,6.

bullet

Methylorange rød op til 3,1 og gul over 4,4.

bullet

Methylrødt rød op til 4,4 og gul over 6,2.

bullet

Phenolphthalein klar op til 8,2 og rød over 10,0.

bullet

Thymolblåt rød op til 1,2 - gul mellem 2,8 og 8,0 og blå over 9,6.

Fakta om pH
Betegnelsen pH blev indført i 1909 af den danske kemiker Søren Peter Lauritz Sørensen (1886 - 1939). P'et står for potens-eksponent og H'et for hydrogenion. Når hydrogenionkoncentrationen er 10-4M er pH altså 4. Sagt på en anden måde er pH betegnelsen for den negative logaritme til den molære koncentration af oxomiomionen (pH = - log[H3O+]). Når man i kemi skal fortælle om koncentrationen af et stof sætter man det i firkantede parenteser [].
En opløsning med pH under 7 kaldes sur. Stoffer med pH under 7 er syrer.
En opløsning med pH på 7 kaldes neutral.
En opløsning med pH over 7 kaldes basisk. Stoffer med pH over 7 er baser.
Indikatorpapir er papir belagt med stoffer der er følsomme overfor H+-ionen (syreionen) og OH--ionen (baseionen). De kan oftest måle mellem pH 1 og 11.
For hvert trin man tager på pH-skalaen, er der fortyndet 10 gange. En syre med pH værdien 6 er altså 100 gange svagere end en med pH værdien 4. Når det gælder baserne gælder det modsatte. En base med pH på 12 er altså 1000 gange stærkere end en base med pH værdien 9.

Hvis du ved, at forskellen i pH værdi på to syrer er 2,8 - kan du finde deres styrkeforskel ved at udregne 102,8 (altså 10 ganget med sig selv 2,8 gange). Resultatet er 631. Den ene syre er altså 631 gange svagere end den anden.