Щелочи — это основные вещества, которые могут окрашивать синюю лакмусовую бумагу в красный цвет. Лакмусовая бумага содержит краситель, чувствительный к pH, и может использоваться для определения того, является ли раствор кислым или основным. Синяя лакмусовая бумага краснеет в присутствии щелочи, потому что щелочи имеют высокий pH.
Щелочь — это основное или щелочное вещество, которое имеет pH больше 7. Некоторые распространенные щелочи — это гидроксид натрия (щелочь), гидроксид калия (поташ), гидроксид кальция (известковая вода), аммиак и бикарбонат натрия (пищевая сода). Щелочи часто являются растворимыми основаниями, которые диссоциируют на ионы и увеличивают концентрацию гидроксид-ионов (OH-) в водных растворах.
Когда щелочь растворяется в воде, она производит гидроксид-ионы (OH-). Например, когда гидроксид натрия (NaOH) растворяется в воде, он диссоциирует на ионы натрия (Na+) и гидроксид-ионы:
NaOH(aq) ? Na+(aq) + OH-(aq)
Гидроксильные ионы делают раствор щелочным, то есть он может нейтрализовать кислоты. Это дает щелочам возможность окрашивать индикаторы, такие как лакмусовая бумага, в другой цвет.
Лакмусовая бумага — это фильтровальная бумага, обработанная натуральным водорастворимым красителем, полученным из лишайников. Краситель претерпевает изменение цвета в ответ на pH раствора, воздействию которого он подвергается. Существует два типа лакмусовой бумаги:
Используя оба типа лакмусовой бумаги, вы можете определить, является ли раствор кислым, основным или нейтральным.
Когда синяя лакмусовая бумага подвергается воздействию щелочи, высокая концентрация гидроксид-ионов (OH-) заставляет краситель в лакмусовой бумаге менять цвет с синего на красный. Лакмусовый краситель содержит тип химической группы, называемой хромофором, которая чувствительна к протонам (ионам H+). В кислых растворах, где концентрация H+ высока, хромофор принимает протоны и становится красным. В щелочных растворах, где концентрация OH- высока, хромофор теряет ионы H+ и становится синий.
Лакмус является примером кислотно-основного индикатора – слабой кислоты, которая имеет разные цвета в протонированной (кислотной) и депротонированной (основной) формах. Другие природные кислотно-основные индикаторы включают:
| Индикатор | Цвет в кислоте | Цвет в основании |
|---|---|---|
| Лакмус | Красный | Синий |
| Фенолфталеин | Бесцветный | Розовый |
| Метиловый оранжевый | Красный | Желтый |
Эти индикаторы демонстрируют изменение цвета в определенном диапазоне pH, что позволяет использовать их для определения кислотности или щелочности раствора.
Простой способ проверить, может ли щелочь окрашивать синюю лакмусовую бумажку в красный цвет:
Некоторые щелочи для проверки — это гидроксид натрия, гидроксид кальция или раствор аммиака. Как только капля коснется лакмусовой бумажки, она должна покраснеть, что указывает на щелочность раствора.
Есть несколько примеров из реальной жизни, когда щелочи окрашивают синюю лакмусовую бумажку в красный цвет:
В каждом случае щелочь диссоциирует на гидроксид-ионы, которые вызывают изменение цвета лакмусовой бумажки.
Помимо изменения цвета, при проверке щелочи с помощью лакмусовой бумажки можно отметить следующие наблюдения:
Подводя итог, можно сказать, что щелочи — это основные вещества, которые содержат высокую концентрацию гидроксид-ионов. Когда синяя лакмусовая бумага вступает в контакт с щелочным раствором, гидроксид-ионы заставляют краситель в лакмусовой бумаге изменить цвет с синего на красный. Это изменение цвета происходит быстро и необратимо. Поэтому щелочи можно надежно идентифицировать по их способности окрашивать синюю лакмусовую бумагу в красный цвет.