Как определить кислотность земли лакмусовой бумагой: Лакмусовая бумага для проверки кислотности почвы

Как определить КИСЛОТНОСТЬ почвы самостоятельно? ОБЗОР!

Рассматриваем какие лучше приборы для измерения кислотности почвы, а также узнаем как определить кислотность почвы самостоятельно и по сорнякам. Отдельно расскажем как определить кислотность почвы в домашних условиях и с помощью народных средств. 

ДОПОЛНЕНИЯ К СТАТЬЕ:

1. ПОЧВА ДЛЯ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ: ВИДЫ КОМПОНЕНТОВ И СЕКРЕТЫ!

2. НАРОДНЫЕ УДОБРЕНИЯ ДЛЯ КОМНАТНЫХ ЦВЕТОВ: 20 ЛУЧШИХ ДЛЯ ПОДКОРМКИ!

Содержание статьи:

• 1 Как определить кислотность почвы самостоятельно?
  • 1.1 Прибор для определения кислотности почвы или ph метр
  • 1.2 Измеритель кислотности почвы 3 в 1
• 2 Как проверить кислотность почвы в домашних условиях и на даче?
  • 2.1 Определение кислотности почвы лакмусовой бумагой:
• 3 Как определить кислотность почвы самостоятельно по растениям?
  • 3. 1 Как снизить кислотность почвы на огороде или даче?
  • 3.2 Как можно повысить кислотность почвы?

Как определить кислотность почвы самостоятельно?

Кислотность почвы для растений играет важную роль и часто является определяющим фактором в успешном их развитии.

Показателем кислотности грунта служит значение PH (кислотно-щелочной баланс).

PH почвы имеет классифицированные числовые значения: РН = 7 – нейтральная почва, PH выше 7 (щелочная) и PH ниже 7 (кислая).

Для того чтобы максимально точно измерить кислотность грунта используют специальный прибор – измеритель PH почвы.

Для общего определения кислотности почвы применяют различные хитрые способы. В роли прибора для определения кислотности почвы часто выступают различные народные средства.

• Знание PH почвы позволяет создать оптимальные условия для развития растений (полив, освещенность, кислотность грунта).

При этом уровень PH одинаково важен для комнатных растений и для огородных культур.

1. Для определения кислотности почвы с измерителя PH в ней делают небольшую ямку 7-10 см в глубину, в которую наливают дистиллированную воду (в крайнем случае, кипяченая дождевая или талая).
   Дистиллированная вода имеет нейтральный уровень PH, что повышает точность полученных результатов.
2. В ямке вода смешивается с грунтом и образуется жижа, в нее и вставляют щуп измерителя PH на одну минуту. После этого смотрят полученные данные.
3. Если вы проводите измерения в открытом грунте, то для большей точности необходимо повторить опыт в нескольких точках сада, не менее 5-6 проб.

4. По результатам измерений кислотности грунта получаем средний уровень PH почвы. Если в некоторых участках уровень PH сильно отличается, то в первую очередь обрабатываем их.

ВАЖНО! Перед каждым измерением щуп прибора необходимо протирать тканью.

ВНИМАНИЕ: Некоторые модели PH-метров могут функционировать иначе. Поэтому, внимательно читайте инструкцию именно вашего тестера.

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ:

• Перед началом измерения кислотности почвы нужно проверить прибор на точность. Для этого измеритель PH почвы погружают в субстанцию с известным уровнем кислотности, например, торф. Так вы проведете калибровку PH-метра.
• Не касайтесь голыми руками не только зонда измерителя, но и исследуемую часть грунта.
• Кислотность почвы – это не постоянная величина и со временем она может поменяться. Поэтому, лучше записать результаты, чтобы можно сравнить с разными периодами времени и участками сада/огорода/теплицы/горшка.

Прибор для определения кислотности почвы или ph метр

На сегодняшний день приборы для измерения кислотности почвы представлены механическими и электронными вариантами.

1. Механические приборы для определения кислотности почвы отличаются невысокой ценой, автономностью и большей погрешностью, чем электронные модели.
2. Электронные приборы для измерения кислотности почвы более быстро и точно измеряют ph грунта, просты в обращении, но стоят дороже.

• Некоторые бытовые измерители PH грунта показывают кислотность почвы не в виде цифр, а с помощью изменения цвета. Как правило, зеленый – нейтральный, желтый/оранжевый – кислый, а темно-зеленый – щелочной.

.

Один из видов измерителей ph почвы.

.

Измеритель кислотности почвы 3 в 1

Для бытового использования популярностью пользуется измеритель кислотности почвы 3 в 1. Такой прибор помимо определения кислотности грунта, еще может измерить уровень влажности почвы и освещенности.

Измеритель кислотности почвы 3 в 1 удобно иметь под рукой, чтобы провести комплексную проверку условий развития растений. Прибор измеряет влажность почвы и вам уже легче понять как часто и обильно надо поливать растения.

По отзывам многие цветоводы успешно применяют измеритель кислотности почвы 3 в 1 на садовом участке, теплице и в домашних условиях. По их мнению для общего анализа условий — это отличный прибор.

Некоторые модели способны работать без электричества и батареек.

.

Измеритель кислотности почвы 3 в 1: один из вариантов

.

Как проверить кислотность почвы в домашних условиях и на даче?

В домашних условиях проверить кислотность почвы можно, но точность полученных результатов значительно уступает показаниям измерителя PH почвы.

Эти методы подходят для получения общей картины, из серии «дешево и сердито».

Среди доступных для домашних условий способов выделяют: уксус, виноградный сок, капуста, пищевая сода, лакмусовая бумага и т.д.

УКСУС. На горсть земли капают чайную ложку столового уксуса и смотрят на результат. На земле появились пузырьки («закипела») – почва щелочная (в ней содержится кальций в нормальном количестве).

ВИНОГРАДНЫЙ СОК: Комок земли опускают в стакан виноградного сока. Если сок поменял цвет, а из комка выделяются пузырьки, то грунт – нейтральный.

ВИШНЯ, СМОРОДИНА: Листья вишни или смородины (5-7 штук) заливают кипятком, настаивают 15-20 минут. В настой кладут комок земли: если он посинел – кислая почва, позеленел – нейтральная или щелочная.

КАПУСТА: Один из самых противоречивых и популярных в интернете способов. По мнению специалистов, данный метод определяет только крайние значения: щелочной или кислый. С его помощью невозможно понять, какой у почвы уровень PH 4 или 8. Поэтому, способ нет смысла описывать.

СОДА: в небольшую емкость насыпаем землю и наливаем воду, чтобы образовалась кашица. В нее насыпаем пищевую соду: если зашипела – грунт кислотный.

Определение кислотности почвы лакмусовой бумагой:

Кислотность почвы можно примерно определить с помощью лакмусовой бумаги. Один из вариантов мы опишем, чтоб его выполнить, необходим комплект, который продается в магазинах с химреактивами.

Влажный ком земли вместе с лакмусовой бумагой сжимают в руке: лакмус стал красного цвета – кислая почва, розового – среднекислая, желтого – слабокислая, зеленого – PH около 7.

.

Цветовая таблица кислотности почвы.

.

Как определить кислотность почвы самостоятельно по растениям?

РАСТЕНИЯ-ИНДИКАТОРЫ:

На садовом участке, даче или в полевых условиях можно определить кислотность почвы по сорнякам. По растениям-индикаторам можно определить примерный уровень кислотности почвы.

Обратите внимание на произрастающие виды сорняков. Некоторые дикорастущие растения сигнализируют о кислотности или щелочности грунта.

КИСЛАЯ ПОЧВА: вероника полевая, зеленый мох, конский щавель, лютик ползучий, хвощ полевой, осока, фиалка трехцветная, иван-да-марья, подорожник большой.

СЛАБОКИСЛАЯ ПОЧВА: бодяк огородный, пырей ползучий, вьюнок полевой, мать-и-мачеха, клевер луговой, мокрица (звездчатка), крапива, ромашка непахучая, лебеда.

Как снизить кислотность почвы на огороде или даче?

Удобным и доступным способом снизить кислотность почвы будет добавление древесной золы или угля, которые содержат много калия или извести.

• Особенно полезно вносить калийные удобрения осенью, в том числе и для успешной зимовки кустарников. Во время осенней перекопки в землю вносят золу или известь.

Таким образом, вы можете уменьшить кислотность почвы на садовом участке, огороде или даче, в том числе.

Как можно повысить кислотность почвы?

Снизить щелочность почвы можно с помощью внесения торфа, хвои или перегноя (подойдут перепревшие листья).

Способы определения кислотности почвы в домашних условиях

Плодово-ягодные, овощные, а также цветочные культуры требуют почв с соответствующей реакцией. Чтобы обеспечить хороший рост и развитие этих культур, необходимо знать кислотность почвы на участке, так как от этого зависит урожай. Таким образом кислотность это универсальный показатель качества почвы.

Все почвы делятся; на сильнокислые (pH 4,5 и менее), среднекислые (pH 4,6-5), слабокислые (pH 5,1-5,5), близкие к нейтральным (pH 5,6-6,4), нейтральные (pH 6,5-7,3), слабощелочные (pH 7,4-8), щелочные (pH 8,1-8,5) и сильнощелочные (pH 8,6-9,5 и более).

Анализ кислотности при помощи прибора

Точные измерения кислотности почвы производят с помощью высокочувствительных приборов (pH-метров) в агрохимических лабораториях.

Замечено, что почвы от среднекислых до слабокислых предпочитают рододендроны, от среднекислых до близко к нейтральным — картофель, тыква, подсолнечник, пастернак, щавель, дыня, кукуруза, земляника, крыжовник, вишня, слива, яблоня, субтропические плодовые культуры, гортензия метельчатая; от слабокислых до нейтральных — большинство сортов роз; от слабокислых до нейтральных — лилии; от близко к нейтральным до нейтральных — томаты, огурцы, редис, кабачки, капусты — брюссельская и листовая, чеснок, лук-порей, лук-шалот, шнитт-лук, свекла, мускатная дыня, фасоль, репа, баклажаны, цикорий, арония, абрикос, виноград, черная смородина, сирень, хризантема; нейтральные — крокусы; от близко к нейтральным до слабощелочных — свекла кормовая, морковь, репчатый лук, кочанная и цветная капуста, салат, петрушка, спаржа, сельдерей, артишок, тюльпан.

Народный способ определения кислотности почвы

Есть простой, однако не худший метод, доступный любому. Готовят пробу почвы, и просеянную часть ее засыпают до второго деления бутылочки, из которой кормят грудных детей. Заливают водой до пятого деления и всыпают половину чайной ложки порошкообразного мела.

Сразу после этого на горлышко надевают плотно скатанную соску (чтобы внутри не было воздуха). Упругая соска тотчас развернется, но останется плоской, со слипшимися стенками. Бутылочку оборачивают тканью, оберегая от тепла, и энергично встряхивают 3-5 мин. При взаимодействии мела с почвенными кислотами образуется углекислый газ. Давление внутри бутылочки возрастает, и соска понемногу наполняется. При слабой кислотности она расправится незначительно: чем выше кислотность, тем больше соска приобретает первоначальную форму.

Использование лакмусовой бумаги

Для анализа можно использовать специальную индикаторную бумагу (лакмусовую). При проведении анализов почвы вначале используют универсальную индикаторную бумагу с интервалом pH 1-10. Затем для уточнения одну из других, более точных, например, «мультифан».

Универсальная индикаторная бумага с интервалом pH 1-10 представляет собой миниатюрную книжечку с набором фильтровальных полос светло-оранжевого цвета. На обложке книжечки приведена цветная стандартная шкала с десятью разноцветными полосками с указанием величины pH на каждой из них.

Анализ почвы проводят так. В разных местах участка и на различной глубине берут образцы почвы, стараясь не повредить корни растений. Образцы друг с другом не смешивают, держат отдельно в баночках или в полиэтиленовых мешочках с надписями. При этом каждый образец поочередно заворачивают в один слой плотной чистой ткани (10×10 см), завязывают шпагатом и опускают в стеклянную банку с дистиллированной, дождевой или в крайнем случае с обыкновенной водопроводной водой (желательно перед этим провести анализ водопроводной воды и все это учесть). Почву и воду берут в соотношении 1:1 по объему. Вода при этом не мутнеет и остается чистой.

Через 5 минут полоску универсальной индикаторной бумаги погружают наполовину или полностью в полученный водно-почвенный раствор на 1-2 секунды, или наносят на нее каплю этого раствора, вынимают и тут же сравнивают полученный ею цвет со стандартной шкалой. Находят на ней точно такую же окраску и величину pH. Зная эту величину, определяют кислотности почвы.

Если почва кислая или сильнокислая, ее нейтрализуют древесной золой, цементом, хорошо гашеной известью и т. п. Нейтрализующий материал тщательно перемешивают с почвой и проводят повторный анализ.

Если же почва щелочная или сильнощелочная, то ее нейтрализуют лишь добавлением новой почвы с кислой или сильнокислой реакцией.

Для уточнения величины pH используют индикаторную бумагу «мультифан». Для экономии разрезают ее на полосы по всей длине на две-три части. Это относится и к другим индикаторным бумагам со сравнительной шкалой.

Анализ почвы с большой точностью проводят и с помощью индикаторной бумаги «рифан». Еще большую точность (до 0,2-0,3 единицы pH) получают, применяя индикаторную бумагу «фан», многоцветную (восьмицветную) кислотно-щелочную индикаторную бумагу, а также с помощью универсальной индикаторной бумаги с узкими интервалами pH.

Для приблизительного определения реакции почвы можно использовать и двухцветные лакмусовые бумаги: красную с интервалом pH 4-6,4 (переход окраски индикатора в этих пределах от красного цвета до синего), синюю с интервалом pH 5-8 (переход окраски от красного цвета до синего) и нейтральную с интервалом pH 5-8 (до pH 5 — красный цвет, более pH 8 — синий).

Старинный способ проверки почвы на кислотность

Интересно, что еще в июльском номере журнала «Хуторское хозяйство» за 1917 год была дана такая рекомендация по определению кислотности почвы на участке.

«Налить в стакан 2/3 дистиллированной или дождевой воды, всыпать чайную ложку испытуемой почвы и влить ложку нашатырного спирта. Смесь размещать. Когда почва осядет и раствор останется неокрашенным, значит, почва не кислая. Если же жидкость окрасится в бурый или черный цвет, то почва кислая и к ней необходимо прибавить известь. Степень интенсивности окраски будет зависеть от содержания кислоты в почве. Способ этот дает хорошие яркие показания лишь при высоком содержании органических веществ в почве. Он основан на том, что перегной почвы нерастворим о аммиаке, если он связан с достаточным количеством извести, и наоборот, легко растворяется при отсутствии ее».

Простой самодельный pH-метр

Для механизации определения степени закисленности почвы участка несложно изготовить простейший pH-индикатор. Он состоит из медной трубки длиной 60-80 см и прибора от бытового магнитофона, показывающего уровень записи (например, индикатор М 4762). Ток отключения у него 230-280 микроампер. Подойдут и другие приборы с близкими параметрами. На конце медной трубки вырезают два треугольных сегмента. Образовавшиеся два треугольных «зуба» соединяют свободными концами. Получается заостренный щуп, который будет легко входить в землю. Места соединения «зубьев» можно паять. Возле заостренного конца трубки вдоль нее наклеивается полоска изолирующего материала, а на нее — цинковая пластинка размером 60 x 8 мм (рис. 1).

Цинк с медью составляют вместе гальваноэлектрический элемент. Химическое воздействие кислой или щелочной почвы будет индуцировать в нем ток, который отклонит стрелку прибора в ту или иную сторону. Медную трубку и цинковую пластинку соединяют проводами с выводами (цинк — минус, медь — плюс). Распилив медную трубку и отогнув образовавшиеся пластины в виде полочки, приклеивают (или привинчивают) к ним прибор.

Опускают щуп прибора в питьевую воду. Если стрелка отклонится в ту или иную сторону, методом подбора дополнительного сопротивления возвращают ее в централь-нос положение, условно считая, что вода нейтральна.

Воткнув прибор в почву в том месте, где растет мокрица, отмечают отклонение прибора в «кислую» сторону. По степени отклонения стрелки в ту или иную сторону со временем можно научиться более или менее точно «ставить диагноз» слабо- и сильнокислым, щелочным и нейтральным почвам.

Кислота или щелочь? Кислотный или щелочной? Лакмусовая бумажка тест | Эксперимент

Этот простой эксперимент включает в себя тестирование различных веществ, чтобы определить, являются ли они кислотными или щелочными. В качестве индикатора используется лакмусовая бумажка.

Этот эксперимент наиболее подходит для вводного уровня химии и может быть выполнен в виде цирка с парами/небольшими группами учащихся, перемещающихся с одной станции на другую.

Обсуждение значения слов кислота, щелочь и нейтральный может быть хорошим способом начать эксперимент. Идея индикатора должна быть введена как средство различения трех возможностей с использованием лакмуса в качестве индикатора.

Оборудование

Аппаратура

• Защита глаз
• Очки для часов, по 1 шт. на образец (примечание 1)
• Белая плитка, 1 шт. на образец (примечание 1)
• Лакмусовая бумага красная и синяя, по 3 штуки на рабочую группу

Химические вещества

• Доступ к небольшим количествам повседневных веществ, таких как (примечание 2)
  • газированные напитки
  • водопроводная вода
  • деионизированная/дистиллированная вода
  • зубная паста
  • шампунь
  • мыло
  • уксус
  • лимонный сок

Примечания по охране труда и технике безопасности

• Ознакомьтесь с нашим стандартным руководством по охране труда и технике безопасности
• Носите защитные очки.

1. Обеспечьте небольшое количество образцов на часовых стеклах. Очки для часов можно положить на белую плитку, отмеченную названием вещества (используйте водостойкий маркер). Образцы можно расставить по комнате, чтобы учащиеся посещали каждый по очереди. Если используется какой-либо твердый образец, смочите его небольшим количеством деионизированной воды.
2. Проверяйте этикетки с указанием опасности на любых поставляемых бытовых веществах. Если это задание задано в качестве домашнего задания, особенно по веществам, не перечисленным выше, учащиеся должны быть предупреждены о том, что в доме много опасных химических веществ. Рекомендуется, чтобы в случае изучения химических веществ, таких как отбеливатель, очистка сточных вод или средство для удаления накипи, это делал школьный учитель. Если вы планируете это сделать, следует надеть толстые резиновые перчатки из-за их опасности.

Процедура

1. Разорвите каждый кусочек лакмусовой бумаги на три меньших кусочка, чтобы можно было протестировать не менее девяти веществ.
2. Возьмите один маленький кусочек красной лакмусовой бумажки. Окуните его в одно из тестируемых веществ. Повторите с небольшим кусочком синей лакмусовой бумажки.
3. Запишите все наблюдения в подходящую таблицу. Затем выбросьте кусочки лакмусовой бумаги в мусорное ведро.

Учебные заметки

Вещество является кислым, когда:

• синяя лакмусовая бумажка становится красной, а красная лакмусовая бумажка остается неизменной

Вещество является щелочным, если:

• красная лакмусовая бумажка становится синей, а синяя лакмусовая бумажка не изменяется

Если ни красная, ни синяя бумага не меняют цвет, вещество является нейтральным.

Учащиеся должны составить три списка веществ под заголовками «кислые», «щелочные», «нейтральные».

Поощряйте учащихся правильно использовать термины. «Кислота» и «щелочь» — существительные; слова «кислотный» и «щелочной» являются прилагательными, т.е. «Раствор уксуса кислый». Уксус — это кислота».

Заметки по обучению начальным естественным наукам

Развитие навыков

Дети будут развивать свои научные навыки путем:

• Выбора и планирования наиболее подходящих способов ответа на научные вопросы, распознавая и контролируя переменные, где это необходимо, в том числе:
  • группировка и классификация вещей
• Запись данных и результатов с использованием научных диаграмм, меток, классификационных ключей и таблиц
• Использование соответствующего научного языка и идей для объяснения, оценки и передачи своих методов и результатов

Результаты обучения

Дети будут:

• Делать прогнозы и тестировать различные вещества, чтобы определить, являются ли они кислотными, щелочными или нейтральными

Поддерживаемые понятия

Дети узнают:

• Вещества могут быть кислыми, щелочными или нейтральными
• Вещества можно сгруппировать в соответствии с их свойствами, в том числе по тому, являются ли они кислотными, щелочными или нейтральными

Рекомендуемое использование для занятия

Вы можете выполнить это задание в виде карусели из разных станций, позволяя детям работать в парах или по трое, чтобы делать прогнозы, а затем проверять ряд обычных повседневных веществ, чтобы определить, являются ли они кислотными или щелочными. Затем дети могут решить, как записать эту информацию, и обсудить свои выводы в качестве общей деятельности.

Практические соображения

Для этого практического занятия требуется различное оборудование и ресурсы, включая лакмусовую бумагу и часовые стекла.

Чтобы получить максимальную отдачу от занятия, дети должны иметь простое представление о терминах «кислотный» (существительное), «кислотный» (прилагательное), «щелочной» (существительное), «щелочной» (прилагательное), «нейтральный» (прилагательное) и «индикатор».

Дополнительная информация

Это ресурс проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Эта коллекция из более чем 200 практических заданий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое задание содержит исчерпывающую информацию для учителей и техников, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практические занятия по химии сопровождают практические занятия по физике и практической биологии.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверка здоровья и безопасности, 2016 г.

Лакмусовая бумага | Encyclopedia.com

Гейл

просмотров обновлено 27 июня 2018

Лакмусовая бумага является наиболее признанным представителем химических индикаторов. Как и большинство pH-бумаг, лакмус меняет цвет при воздействии кислого или щелочного раствора. Простая шкала pH колеблется от 0 до 14, где 0 соответствует самой кислой среде, 7 — нейтральной, а 14 — самой щелочной или щелочной. Лакмусовая бумажка обычно используется на уроках естествознания. Поскольку он получил такое широкое признание, он стал культурным ориентиром и в нашем обществе. Обычно используется термин «лакмусовая бумажка», когда речь идет о тесте, в котором результат определяется одним фактором.

Фон

Лакмусовая бумажка позволяет наблюдателю оценить pH образца. рН — это способ охарактеризовать относительную кислую или щелочную природу вещества на основе концентрации ионов водорода. Ион — это атом, несущий электрический заряд и поэтому вступающий в реакцию с окружающей средой. Кислое вещество выделяет в воду ионы водорода (H+). Кислоты известны как доноры протонов, потому что ион H+ имеет один дополнительный положительно заряженный протон, пытающийся стабилизировать себя, соединяясь с отрицательно заряженным ионом. Основное вещество выделяет в воду гидроксид-ион (ОН-). Основания называются акцепторами протона, потому что ион гидроксида будет принимать протон, чтобы стабилизировать себя. Интересно, что при соединении кислот и оснований получается нейтральная соль. Например, сильная кислота, такая как соляная кислота, в сочетании с гидроксидом натрия (сильным основанием) приводит к реакции нейтрализации с побочными продуктами — хлоридом натрия (поваренной солью) и водой.

рН является важным биологическим индикатором, поскольку большинство форм жизни имеют очень небольшой диапазон рН, при котором они могут выжить. Например, кислотно-щелочное соотношение в организме человека представляет собой тонкий баланс. Даже незначительное изменение рН крови в любую сторону может привести к смерти. Растения также чувствительны к малейшим изменениям рН в почве. Именно поэтому слишком кислую для растения почву нейтрализуют карбонатно-кальциевым удобрением, основанием.

Простая шкала pH находится в диапазоне от 0 до 14, где 7 соответствует нейтральному значению. Цифры меньше 7 считаются кислотными, а числа больше 7 считаются основными. Чем меньше число, тем более кислый раствор. Это означает, что вещество с pH 1 будет иметь большую способность отдавать протон другой молекуле или иону, чем вещество с pH 4. Например, серная кислота очень эффективна при переносе гидроксид-иона, в то время как уксусная кислота (уксус) нет. Поэтому серная кислота считается сильной кислотой, а уксусная кислота считается слабой кислотой. Точно так же есть сильные и слабые основания. Сильное основание, такое как гидроксид калия, с его большим количеством гидроксид-ионов будет легче принимать протоны, чем слабое основание, такое как аммиак. Чем больше число, тем прочнее основание.

В то время как лакмусовая бумага эффективно указывает, является ли вещество кислотным или щелочным, она не может сообщить точное числовое значение pH. Для этого используются универсальные индикаторы или рН-метры. Универсальные индикаторы состоят из различных материалов, каждый из которых меняет свой цвет при разных значениях pH, что позволяет наблюдателю более точно определить, где рассматриваемый раствор находится на шкале pH. Универсальные индикаторы можно наносить на бумагу и превращать в рН-бумагу или использовать в жидком виде. К каждому универсальному индикатору прилагается эталонная цветовая карта.
связывает определенный цвет с диапазоном pH. Вообще говоря, большинство универсальных индикаторов имеют точность в пределах двух значений по шкале рН. Например, зеленый результат может указывать на рН от 8 до 9.. Это означает, что универсальные индикаторы могут количественно определять рН образца в определенном диапазоне.

pH-метры позволяют проводить еще более точные количественные измерения, используя электричество для определения числового значения pH. Зонд помещают в испытуемый образец, и через него пропускают электрический ток. Поскольку электричество состоит из электронов, имеющих отрицательный заряд, сила тока, протекающего через счетчик, прямо пропорциональна концентрации ионов водорода. Чем больше ионов H+ в растворе, тем больший ток будет проходить через счетчик. Затем это число преобразуется в числовое значение pH, которое может прочитать наблюдатель.

История

Термин «лакмус» происходит от древнескандинавского слова, означающего «окрашивать или окрашивать». Это уместно, поскольку лишайники, используемые для производства лакмуса, также использовались для окрашивания тканей в течение сотен лет. О происхождении лакмуса известно очень мало. Есть некоторые данные, свидетельствующие о том, что лакмусовая бумага была разработана французским химиком Ж. Л. Гей-Люссаком в начале 1800-х годов. Гей-Люссак наиболее известен своим законом объединения объемов, который гласит, что всякий раз, когда газы образуются или реагируют друг с другом при постоянной температуре и давлении, их объемы находятся в небольших целых числах. Другими словами, когда газы объединяются, они всегда делают это одним и тем же образом при условии, что температура и давление остаются неизменными.

Сырье

Основным сырьем, используемым для изготовления лакмусовой бумаги, являются древесная целлюлоза, лишайники и вспомогательные соединения. Лакмусовая бумага, как следует из ее названия, в основном состоит из бумаги. Бумага, используемая для изготовления лакмусовой бумаги, не должна содержать примесей, которые могут изменить рН измеряемой системы. Как и большинство видов бумаги, лакмусовая бумага изготавливается из древесной целлюлозы. Перед производством бумаги древесину обрабатывают растворителями, чтобы удалить из нее смолистые вещества и лигнин. Одним из наиболее распространенных растворителей в Соединенных Штатах является сульфат — либо сульфат натрия, либо сульфат магния.

Способность лакмусовой бумаги изменять цвет под воздействием кислоты или основания является результатом насыщения лакмусовой бумаги лишайниками. В растительном мире лишайники уникальны тем, что на самом деле представляют собой два разных организма, грибок и водоросль, живущие как одно целое. Ботаники классифицируют лишайники как грибы, потому что считается, что именно грибы ответственны за половое размножение. Однако каждый лишайник имеет свое собственное название. Выявлено около 15 000 различных видов лишайников. Лишайники можно найти растущими на камнях, деревьях и стенах, в почве и даже под водой практически во всех типах климата. Лишайники обычно используются в качестве индикатора качества окружающей среды, поскольку они чувствительны к различным загрязняющим веществам. Несколько разновидностей лишайников используются для производства лакмуса, в том числе rocella tinctoria, произрастающий в Средиземноморье, и lecanora tartarea, обычный лишайник в Нидерландах. Фактически Нидерланды являются одним из крупнейших производителей лакмусовой бумажной продукции.

Дизайн

Большинство лакмусовой бумаги и других типов индикаторов pH продаются через научно-поставочные фирмы. Лакмусовая бумага бывает красной и синей. Естественный цвет лакмусовой бумаги — синий. При попадании в кислый раствор синяя бумага становится красной. Красную лакмусовую бумагу при ее изготовлении сначала смешивают с кислотой. Это приводит к тому, что бумага становится красной. При помещении в присутствии основы бумага возвращается к своему естественному синему цвету.

Производственный процесс

Производство лакмусовой бумаги имеет много общего с производством бумаги. В этом процессе древесная масса превращается в бумагу, бумага пропитывается раствором лишайника, высушивается и упаковывается.

Переработка древесной массы

• 1 На этом первом этапе древесина измельчается и смешивается с растворителем и водой под давлением пара. Полученная масса называется древесной массой. Пульпа распределяется по ленте из проволочной сетки и проходит по роликам. Это создает
  тонкий слой, который можно высушить и превратить в пригодную для использования бумагу. Деревянный ящик под лентой улавливает стекающую воду. Поскольку в этой воде есть пригодные для утилизации волокна, их повторно смешивают с мякотью.
• 2 Для ускорения процесса сушки используются насосы для всасывания воздуха под лентой. Когда бумага движется по ленте, она проходит под сетчатым или проволочным цилиндром, называемым денди-роллом. Целью денди-ролла является придание бумаге плетения или водяного знака, который идентифицирует сорт бумаги и производителя. Бумага продолжает свой путь вниз по конвейерной ленте, где она сжимается между двумя покрытыми войлоком валами (каучуковыми валиками), которые заставляют волокна связываться вместе, выделяя дополнительную воду.
• 3 Из этих прикатывающих валиков бумага проталкивается через два комплекта гладких металлических прижимных валиков, оставляя бумагу гладкой. Бумага полностью высушивается путем воздействия на нее нагретыми валками, разрезается вращающимися ножами и наматывается на катушки.

Настой лишайников

• 4 Чтобы сделать бумагу pH-активной, ее затем пропитывают водным раствором, состоящим в основном из лишайников. Это делается путем пропускания бумаги через ванну с раствором. Он поглощает раствор, а затем пропускают его, чтобы дать ему возможность бродить и высохнуть.
• 5 Лишайникам дают ферментироваться в присутствии карбоната калия и аммиака. После брожения масса имеет синий цвет и затем смешивается с мелом. Голубую лакмусовую бумагу получают путем пропитки белой бумаги настоем указанной выше лакмусовой смеси. Затем бумагу тщательно сушат на открытом воздухе. Аналогичным образом готовят красный лакмус, но добавляют небольшое количество серной или соляной кислоты, чтобы он стал красным.

Упаковка

• 6 После подготовки бумаги ее отправляют на станцию ​​окончательной упаковки. Лакмусовая бумага обычно продается в виде предварительно нарезанных полосок. Производители помещают полоски в повторно закрывающиеся пластиковые флаконы. Важно, чтобы упаковка предохраняла полоски от воздействия влаги, так как любая жидкость, вступающая в контакт с лакмусовой бумажкой, может вызвать изменение цвета индикатора. Можно, хотя и не так часто, покупать лакмусовую бумагу в рулонах, которые пользователь может разрезать. Производители также снабжают каждую упаковку лакмусовой бумажки письменными инструкциями, чтобы пользователь знал, как правильно использовать продукт. В случае универсальных индикаторных бумаг или растворов письменных инструкций недостаточно. Также поставляется эталонная карта цвета, чтобы пользователь мог сопоставить результат теста с эталонной картой для определения pH.

Будущее

Лакмусовая бумага наверняка будет широко использоваться в образовании из-за ее разумной стоимости и простоты использования. Однако некоторые разновидности лишайников вымирают. В результате не исключено, что в будущем производители лакмусовой бумаги перейдут на синтетические материалы. Это уже делают производители других типов
pH-бумаги. Кроме того, поскольку лакмус не может давать количественных результатов, он не может заменить другие рН-бумаги и рН-метры. На самом деле существует тенденция делать индикаторы pH еще более точными и менее субъективными. Одной из таких тенденций является использование волоконно-оптических зондов в рН-метрах, чтобы сделать их еще более чувствительными.

Где узнать больше

Книги

Брейди, Джордж С. Справочник по материалам. 14-е издание. Нью-Йорк: McGraw Hill, 1997.

Дауб, Уильям Г. и Уильям С. Сиз. Основы химии. 7-е издание. Upper Saddle, NJ: Prentice Hall, 1996.

ЛаРой, Эдвард Т. Наши живые ресурсы. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство внутренних дел США — Национальная биологическая служба, 1995.

«Лишайник». В Научная энциклопедия Ван Ностранда. 8-е издание. Нью-Йорк: Дуглас М. Консидайн, 1995.

Другое

Botanical.com. http://www.botanical.com (январь 2001 г.).

Ханна Инструментс Онлайн. http://www.hannainst.com (январь 2001 г.).

Kiwi Web Chemistry и Новая Зеландия. http://www.chemistry.co.nz (январь 2001 г.).

Лаборатория точности. 9889 Кресент Парк Драйв Вестчестер, Огайо.