Лакмусовая бумага: от чего зависит точность
Главное свойство лакмусовой бумаги как измерительного инструмента — это точность.
Существует общее правило: бумага широкого диапазона pH (1-14 или 0-12) имеет низкую контрастность и крупный шаг шкалы (как правило "1") — это сказывается негативно на точности измерений.
Бумага широкого диапазона (pH 1-14) позволяет измерить pH в более широких пределах, но обладает меньшей контрастностью и большим шагом шкалы — как следствие, меньшей точностью.
Узкий диапазон pH (5.4-8.0 или 5.4-10.0) указывает на то,что индикатор работает в более узких границах — при этом за счет более высокой контрастности и мелкого шага шкалы повышается и точность измерений.
Однако есть еще несколько важных нюансов: о них я расскажу ниже.
Диапазон pH
Диапазон pH, указанный на упаковке, говорит, в каких пределах мы можем измерять кислотность.
На рынке существуют полоски широкого диапазона (pH1-14, pH1-12, pH0-14) и узкого (например, pH 5.4-8.0 или pH 5.4-10.0).
Индикаторная бумага широкого диапазона pH 1-14 позволяет измерять сильно-кислые, так и сильно-щелочные среды: поэтому ее еще называют универсальной.
От чего зависит точность?
как отличить точную бумагу
Точность определения pH с помощью лакмусовой бумаги зависит не от шага шкалы, как принято считать, — не только от него. В первую очередь она зависит от точности калибровки шкалы и контрастности бумаги.
Калибровка шкалы означает то, что производитель перед печатью шкал тщательно подбирает и проверяет цвета на соответствие окраске бумаги и значениям pH, используя для этого высокоточный pH-метр.
Это нужно, чтобы минимизировать все погрешности и, как следствие, добиться точности измерений.
Даже, если шкала имеет мелкий шаг, но цвета шкалы при этом не соответствуют цветам бумажки
Контрастность — это то, насколько отличается цвет индикаторных бумажек после реакции в растворах с разным уровнем pH. От этого зависит различимость соседних цветов шкалы и, как следствие — точность считываемых показаний.
Для чего нужна калибровка?
Примеры бумаги с качественной калибровкой шкалы и без калибровки
Калибровку шкал необходимо проводить для каждого тиража лакмусовой бумаги индивидуально, т.к. от партии к партии индикатор может иметь разные цвета (производственная погрешность, связанная с температурой). Во-вторых, печатное оборудование (даже высокоточный принтер) имеет свою погрешность, которую также нужно учитывать.
Например, конкретная партия бумаги получилась светлее, чем раньше, а печатный станок "увел цвета" в сторону красного — в итоге старая калибровка уже не актуальна и нужно провести ее заново.
Производители чаще всего не делают индивидуальную калибровку, именно поэтому возникает и большая погрешность (низкая точность) при определении кислотности лакмусовой бумагой.
Для наглядности я покажу варианты измерений с использованием бумаги, где калибровка шкалы не проводится (pH 5.4-7.0, Китай) и бумаги с высокоточной калибровкой шкалы (pHSCAN 5.4-10.0, Россия):
1. Калибровка шкалы отсутствует:
Обратите внимание: цвет лакмусовой бумажки в данном примере намного светлее и бледнее — по сути он отсутствует на шкале — это результат того, что производитель не калибрует шкалу индивидуально для каждой партии бумаги.
Т.е. они откалибровали ее один раз когда-то и не учитывают изменения цвета в каждой партии — ко всему этому добавляется погрешность типографской печати — в итоге, весь смысл мелкого шага теряется.
Ниже — пример использования индикаторной pH-бумаги с индивидуальной калибровки с применением высокоточного принтера (показана бумага pHSCAN 5.4-10.0 и 5.4-8.0):
2. С индивидуальной калибровкой шкалы:
В данном случае мы видим практически 100-процентное попадание в цвет шкалы — это с одной стороны облегчает считывание результата и с другой — позволяет использовать лакмусовую бумагу в тех случаях, когда требуется высокая точность измерений.
Т.е. мелкий шаг шкалы (0.1-0.2) в данном случае действительно оправдывает себя.
Контрастность и точность
Как точность измерений зависит от контрастности
Контрастность лакмусовой бумаги — это разница в соседних цветах, т.е. их различимость.
Иными словами, если контрастность высокая, то и разница в цвете соседних цветов на шкале хорошо видна. Именно высокая контрастность индикаторов дает возможность делать мелкий шаг, тем самым повышая точность измерений.
Чтобы было понятнее, сравним цвета и контрастность бумаги широкого диапазона (pH 1-14) и узкого диапазона (pHSCAN 5.4-8.0) на конкретных примерах:
Контрастность в растворах с pH=5.5 и pH=6.2:
Лакмусовая бумага pH 1-14
Лакмусовая бумага pHSCAN 5.4-8.0
Как видно из примера, контрастность у бумаги pH 1-14 (слева) очень низкая, разница в цвете практически не различима на глаз.
В случае с бумагой pHSCAN 5.4-8.0 разница в цвете гораздо более очевидна: в растворе с pH=5.5 бумажка окрасилась в ярко-желтый цвет, а в растворе с pH=6.2 имеет зеленоватый оттенок.
Попробуем увеличить pH второй жидкости до 6.7 и повторим опыт.
Контрастность в растворах с pH=5.5 и pH=6.7:
Лакмусовая бумага pH 1-14
Лакмусовая бумага pHSCAN 5.4-8.0
Здесь мы уже видим разницу в цветах у бумаги pH 1-14, но она не такая явная, как у бумаги pHSCAN 5.4-8.0.
Итого:
Пришло время сделать выводы: что мы имеем в сухом остатке?
Во-первых: Не смотря на то, что многие продавцы пытаются представить лакмусовую индикаторную бумагу pH 1-14 как более точную и универсальную — тесты показывают, что она имеет низкую контрастность и вряд-ли подойдет для ряда задач.
Тем не менее она имеет бОльший диапазон и только в этом состоит ее универсальность. Т.е. она позволяет измерять более кислые и более щелочные среды, точность при этом оставляет желать лучшего.
Во-вторых: даже, если индикаторная бумага имеет меньший шаг и более высокую контрастность — этого не достаточно. Также важна калибровка шкалы. С плохо откалиброванной шкалой смысл мелкого шага теряется и точность падает.
Так что же выбрать?
Если Вам нужен pH-тест для широкого круга задач — можете купить лакмусовую бумагу pH 1-14.
И она вполне подходит для грубых измерений.
Если вы хотите иметь возможность использовать ее для более точных замеров — можно приобрести также дополнительную шкалу с шагом 0.5-0.25 — это конечно не улучшит контрастность бумаги, тем не менее позволит более точно отслеживать изменения pH в концентрированных средах.
Если Вам нужна лакмусовая бумага высокой точности (например, для определения степени закисления организма по моче и слюне или определения pH воды) для этих целей подойдет индикаторная бумага pHSCAN. Она лучше и точнее любой бумаги pH 1-14 — имеет бОльшую контрастность и в отличии от китайских и других аналогов — более удобную и качественно откалиброванную шкалу.
Поделиться информацией в соц.сетях:
|