کاغذ لیتموس چیست؟ – طرز استفاده و انواع آن

یکی از ابزارهای آزمایشگاهی که برای تعیین اسیدی یا بازی بودن یک محیط از آن استفاده می شود، کاغذ لیتموس یا کاغذ تورنسل است. کاغذهای لیتموس در مقابل محلول های اسیدی یا بازی و خنثی، رنگ های مختلفی از خود نشان می دهند. برای تشخیص نوع محلول با استفاده از این کاغذها، به نوعی آن ها را با محلول های مورد نظر آغشته می کنیم. با تغییر رنگ این کاغذها که برای محیط اسیدی، قرمز و محیط بازی، آبی است، نوع این محلول ها به دست می آید. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با این کاغذ و انواع آن ها آشنا می کند.

لوازم و ابزارهای آزمایشگاهی

برای این که یک تحقیق یا آزمایشی توسط محققین به انجام برسد، باید از لوازم و تجهیزات خاصی استفاده شود. در هر آزمایشگاه شیمی، زیست شناسی، میکروبیولوژی و … وجود این ابزار لازم و ضروری است. از تجهیزات مهم یک آزمایشگاه می توان به انکوباتور، آون، ترازوی آزمایشگاهی، هود آزمایشگاهی، بالن، ارلن، بشر، لوله آزمایش، پیپت، بورت، قطره چکان، شیشه ساعت، هاون آزمایشگاهی، بوته چینی، دستگاه PH متر، دستگاه اسپکتروفتومتر و بسیاری از موارد دیگر اشاره کرد. یکی از این لوازم که برای تعیین اسیدیته یک محلول است، کاغذ تورنسل یا لیتموس است که در این مقاله به آن پرداخته می شود.

تعریف اسیدیته و قلیایی بودن

در علم شیمی محلول هایی که خاصیت اسیدی و بازی دارند با توجه به پارامترهای خاصی تعریف می شوند. یکی از این تعریف ها که بر اساس گرفتن یا از دست دادن یون هیدروژن در یک محلول تعریف می شود، توسط آرنیوس شیمی دان قرن نوزدهم ارائه شد. بر طبق این تعریف موادی که در هنگام حل شدن در آب، تولید یون هیدروژن (H⁺) می کنند به عنوان اسید در نظر گرفته می شوند.

موادی که در آب تولید یون هیدروکسید (OH^–) می کنند به عنوان یک باز تعریف می شوند. به عنوان مثال با حل شدن HBr در آب یون هیدروژن تولید می شود که نشان دهنده اسیدی بودن ترکیب HBr است. همچنین با حل شدن هیدروکسید سدیم (NaOH) در آب، یون هیدروکسید آزاد می شود که نشان دهنده قلیایی بودن هیدروکسید سدیم است.

PH چیست؟

قدرت اسیدی و بازی یک محلول با پارامتری به نام PH تعیین می شود. PH محلول ها عددی بین ۰ تا ۱۴ را دارد. به محلول هایی با PH های کمتر از ۷ اسید، به محلول هایی به PH های بزرگتر از بازی و به محلول هایی با PH برابر ۷ را خنثی می گوییم. معرف های شیمیایی موادی هستند که در محیط های مختلف اسیدی و بازی به رنگ های مختلفی ظاهر می شوند.

فنول فتالئین، متیل اورانژ و برمو تیمول نمونه ای از معرف های PH هستند. برای این که بتوان PH این معرف ها و محلول های مختلف را اندازه گرفت، از کاغذ لیتموس یا تورنسل استفاده می شود. علاوه بر این کاغذها، دستگاه هایی به نام PH متر هستند که می توانند اندازه PH را به طور دقیق تر اندازه گیری کنند.

کاغذ لیتموس

لیتموس به عنوان یک ماده به دست آمده از گلسنگ های خاص، در مقابل اسیدها به رنگ قرمز و در مقابل بازها به رنگ آبی در می آید. کاغذ لیتموس، کاغذی است که آغشته به لیتموس است. شیمیدان اسپانیایی به نام آرنالدوس دویلا نووا کسی بود که برای اولین بار در سال ۱۳۰۰ میلادی از کاغذ لیتموس استفاده کرد. روی بسته بندی و قابی که کاغذ لیتموس دارد، یک مقیاسی بر اساس رنگ کشیده شده است که بر طبق آن، رنگی که کاغذ در محلول نشان می دهد را با آن مقایسه و مشخص می شود.

چگونگی به کار بردن کاغذ لیتموس

با فرو بردن گوشه انتهایی کاغذ لیتموس در محلول با PH مجهول و خروج سریع آن، کاغذ لیتموس با توجه به محیط خود تغییر رنگ می دهد. یا این که می توان یک قطره از محلول مورد نظر را روی کاغذ تورنسل ریخت. از طریق تطبیق دادن کاغذ محلولی با مقیاس رنگی که روی بسته بندی کاغذ تورنسل وجود دارد، می توان به میزان PH محلول رسید. اگر رنگ آن مطابق با رنگ های عددهای کمتر از ۷ در مقیاس باشد، محلول اسیدی، در صورت مطابق بودن با اعداد بیشتر از ۷، محلول بازی و مطابق بودن با عدد ۷، نشان دهنده خنثی بودن محلول است.

در مورد تغییر رنگ کاغذ تورنسل در محلول های مختلف می توان گفت که اگر این کاغذ به رنگ بنفش درآید، محلول خنثی، اگر به رنگ قرمز، بدون تغییر باشد نشان دهنده اسیدی بودن محلول و در صورت آبی شدن بدون تغییر این کاغذ، محلول قلیایی و بازی است.

انواع کاغذ تورنسل

دو نوع از کاغذهای لیتموس به رنگ های آبی و قرمز وجود دارد. کاغذهای آبی برای سنجش محلول های اسیدی به کار می رود که در این محلول ها به رنگ قرمز در می آیند. کاغذهای تورنسل قرمز برای سنجش محلول های قلیایی به کار می روند که به رنگ آبی در این محلول ها تبدیل می شوند. بعضی از انواع این کاغذها هم طوری ساخته شدند که در محیط های خنثی به رنگ بنفش در می آیند.

نکات قابل توجه در استفاده از کاغذ لیتموس

٭ می توان گفت که کاغذ تورنسل یک نوع کاغذ PH است ولی کاغذ PH، کاغذ تورنسل نیست.

٭ از کاغذ تورنسل برای سنجش اسیدیته جامدات نمی توان استفاده کرد. با استفاده از این کاغذ می توان میزان اسیدی و بازی بودن مایعات و گازها را سنجید. در هنگام کار با گازها باید آن ها با مقداری آب مقطر آغشته کرد.

٭ میزان PH و عدد مربوط به آن در یک محلول با کاغذ تورنسل تعیین نمی شود، فقط با اسفاده از این کاعذها می توان اسیدی، بازی و یا خنثی بودن آن ها تعیین کرد. برای تعیین عدد PH آن ها، باید از دستگاه PH متر استفاده شود.

PH متر چیست؟

یکی از ابزارهای آزمایشگاهی برای تعیین میزان اسیدیته یک محلول، استفاده از دستگاه PH سنج است. بخش حبابی در ساختار این دستگاه وجود دارد که نسبت به میزان غلظت هیدروژن در محلول ها، حساس است. با تقویت و فرستادن سیگنال حباب متاثر از غلظت یون هیدروژن به نمایشگر، میزان PH نمایش داده می شود.

برای استاندارد کردن این دستگاه قبل از هر بار استفاده، باید الکترود آن در محلول های بافر با PH مشخص قرار داده شوند. اگر این دستگاه عددی که نشان می دهد برابر با PH محلول بافر مورد استفاده باشد، نشان دهنده استاندارد بودن دستگاه است. در صورت یکی نبودن این عدد، با دکمه های دستگاه، باید آن را روی PH اسمی بافر تنظیم کرد.