КИСЛОТНО-ОСНОВНІ ІНДИКАТОРИ - Мурзім
Кожному школяреві добре знайомий лакмус — за його допомогою визначають кислотність середовища. Ця речовина є кислотно-основним індикатором, тобто має здатність оборотно змінювати забарвлення в залежності від кислотності розчину: в кислому середовищі лакмус стає червоним, а в лужному - синім. У нейтральному середовищі колір лакмусу фіолетовий - це поєднання рівних кількостей синього та червоного. Хоча лакмус вже протягом кількох століть правильно служить людям, його склад так остаточно і вивчений. У цьому немає нічого дивного: адже лакмус – це складна суміш природних сполук. Він був відомий вже в Стародавньому Єгипті і в Стародавньому Римі, де його використовували як фіолетову фарбу - замінника дорогого пурпуру. Потім рецепт приготування лакмусу виявився втраченим. Лише на початку XIV ст. у Флоренції знову була відкрита фіолетова фарба орсейль, тотожна лакмусу, причому спосіб її приготування багато років тримали в секреті.
При переході від кислого середовища до лужного забарвлення лакмусу змінюється з червоною на синю.
Готували лакмус із спеціальних видів лишайників. Подрібнені лишайники зволожували, а потім додавали в цю суміш золу та соду. Приготовлену таким чином густу масу перешкодили дерев'яні бочки, додавали сечу і витримували тривалий час. Поступово розчин набував темно-синього кольору. Його випарювали і в такому вигляді застосовували для фарбування тканин. У XVII столітті виробництво орсейлі було налагоджено у Фландрії та Голландії, а як сировину використовували лишайники, які привозили з Канарських островів.
Схоже на орсейль барвник був виділений XVII в. з геліотропа - запашної садової рослини з темно-ліловими квітками.
Знаменитий фізик та хімік XVII ст. Роберт Бойльписав про геліотроп: «Плоди цієї рослини дають сік, який при нанесенні на папір або матерію має спочатку свіжий яскраво-зелений колір, але несподівано змінює його на пурпуровий. Якщо матеріал замочити у воді та віджати, вода забарвлюється у винний колір; такі види барвника (їх зазвичай називають «турнесоль») є в аптекарів, в бакалійних лавках та інших місцях, які служать для фарбування желе, чи інших речовин, хто як хоче». З того часу орсейль та геліотроп стали використовувати у хімічних лабораторіях. І лише 1704 р. німецький учений М. Валентин назвав цю фарбу лакмусом.
Сьогодні для виробництва лакмусу подрібнені лишайники зброджують у розчинах поташу (карбонату калію) та аміаку, потім в отриману суміш додають крейду або гіпс. Вважається, що барвниками лакмусу є індофеноли, які в кислому середовищі існують в катіонній формі, а в лужній - в аніонній, наприклад:
У деяких країнах фарбу, подібну до лакмусу, видобували і з інших рослин. Найпростішим прикладом є буряковий сік, який також змінює колір залежно від кислотності середовища.
У сильнокислому середовищі індикатор метиловий помаранчевий має червоне забарвлення, у слабокислому та нейтральному — помаранчевому, а в лужному — жовтому.
Помаранчевий метиловий в лужному середовищі.
У ХІХ ст. на зміну лакмусу прийшли міцніші та дешевші синтетичні барвники, тому використання лакмусу обмежується лише грубим визначенням кислотності середовища. Для цієї мети є смужки фільтрувального паперу, просочені розчином лакмусу. В аналітичній практиці застосування лакмусу обмежено тим, що в міру півкислення він змінює забарвлення поступово, а не у вузькому інтервалі рН, як багато сучасних індикаторів. На зміну лакмусу ваналітичної хімії прийшов лакмоїд — барвник резорциновий синій, який відрізняється від природного лакмусу за будовою, але подібний до нього забарвленням: у кислому середовищі він червоний, а в лужному — синій.
При збільшенні рН до 8-8,5 забарвлення фенолфталеїну змінюється з безбарвним на малинове.
У наші дні відомі кілька сотень кислотно-основних індикаторів, штучно синтезованих починаючи з середини XIX ст. З деякими з них можна познайомитись у шкільній хімічній лабораторії. Індикатор метиловий помаранчевий (метилоранж) у кислому середовищі червоний, у нейтральному – помаранчевий, а у лужному – жовтий. Яскравіша кольорова гамма властива індикатору тимоловому синьому: у кислому середовищі він малиново-червоний, у нейтральному — жовтий, а в лужному — синій. Індикатор фенолфталеїн (він продається в аптеці під назвою «пурген») у кислому та нейтральному середовищі безбарвний, а в лужному має малинове забарвлення. Тому фенолфталеїн використовують лише визначення лужного середовища. Залежно від кислотності середовища змінює забарвлення і барвник діамантовий зелений (сто спиртовий розчин використовується як дезінфікуючий засіб - зеленка). Щоб перевірити це, треба приготувати розведений розчин діамантового зеленого: налити в пробірку кілька мілілітрів води і додати до неї одну-дві краплі аптечного препарату. Розчин набуде красивого зелено-блакитного кольору. У сильнокислому середовищі його забарвлення зміниться жовтим, а сильнолужний розчин знебарвиться.
Однак найчастіше в лабораторній практиці використовується універсальний індикатор - суміш кількох кислотно-основних індикаторів. Він дозволяє легко визначити не тільки характер середовища (кисла, нейтральна, лужна), але і значення кислотності (рН) розчину.
Індикатор тимоловий синій в кислому середовищі має малиново-червоне, в нейтральному — жовте, а в лужному — синє забарвлення.