ฟีนอลทาลีน (Phenolphthalein) อินดิเคเตอร์วัดกรด-เบส
ฟีนอลทาลีน (Phenolphthalein) อินดิเคเตอร์วัดกรด-เบส
อินดิเคเตอร์ (Indicator) เป็นสารที่ใช้ในการทดสอบค่า pH โดยเปลี่ยนสีตามความเป็นกรดหรือเบสของสารละลาย อินดิเคเตอร์มีหลายประเภท ซึ่งแต่ละชนิดจะตอบสนองต่อช่วง pH ที่แตกต่างกัน และแสดงผลในรูปแบบการเปลี่ยนสีที่เฉพาะเจาะจง
หลักการทำงานของอินดิเคเตอร์
อินดิเคเตอร์เป็นสารเคมีที่สามารถเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลเมื่ออยู่ในสภาพกรดหรือเบส ส่งผลให้เกิดการดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ทำให้เกิดการเปลี่ยนสี เช่น:
- ในสภาพกรด: อินดิเคเตอร์อาจมีสีหนึ่ง
- ในสภาพเบส: อินดิเคเตอร์จะเปลี่ยนเป็นอีกสีหนึ่ง
ตัวอย่างอินดิเคเตอร์ที่ใช้ทดสอบ pH
1. อินดิเคเตอร์จากธรรมชาติ
อินดิเคเตอร์จากธรรมชาติเป็นสารที่สกัดจากพืชและสามารถใช้ทดสอบค่า pH ได้ เช่น:
- กะหล่ำม่วง (Red Cabbage):
- สี: ม่วง → เขียว → เหลือง (pH 1–14)
- ช่วงการเปลี่ยนสีกว้าง เหมาะสำหรับการทดสอบเบื้องต้น
- ดอกอัญชัน (Butterfly Pea Flower):
- สี: น้ำเงิน → ม่วง → เหลือง
- ใช้ทดสอบค่า pH โดยสีเปลี่ยนจากเบสไปกรด
- ขมิ้น (Turmeric):
- สี: เหลือง → แดง
- เปลี่ยนสีในสภาพเบส (pH > 7)
2. อินดิเคเตอร์ทางเคมี
อินดิเคเตอร์ทางเคมีเป็นสารที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นเพื่อใช้ในห้องปฏิบัติการ มีความแม่นยำสูงและใช้งานได้หลากหลาย เช่น:
- ฟีนอลทาลีน (Phenolphthalein):
- สี: ไม่มีสีในกรด (pH < 8.2), สีชมพูในเบส (pH > 10)
- ช่วงการเปลี่ยนสี: pH 8.2–10.0
- ใช้ในการไทเทรตกรดอ่อนกับเบสแก่
- เมทิลออเรนจ์ (Methyl Orange):
- สี: ส้มในกรด (pH < 3.1), เหลืองในเบส (pH > 4.4)
- ช่วงการเปลี่ยนสี: pH 3.1–4.4
- ใช้ในการไทเทรตกรดแก่กับเบสแก่
- ไบรธ์โมลกรีน (Bromothymol Blue):
- สี: เหลืองในกรด (pH < 6.0), เขียวในกลาง (pH 6.0–7.6), น้ำเงินในเบส (pH > 7.6)
- ช่วงการเปลี่ยนสี: pH 6.0–7.6
- ใช้ทดสอบค่า pH ใกล้กลาง
- ลิตมัส (Litmus):
- สี: แดงในกรด (pH < 4.5), น้ำเงินในเบส (pH > 8.3)
- ใช้ตรวจสอบสภาพกรด-เบสเบื้องต้น
3. Universal Indicator
Universal Indicator เป็นอินดิเคเตอร์รวมที่ประกอบด้วยอินดิเคเตอร์หลายชนิด สามารถเปลี่ยนสีในช่วง pH กว้าง (pH 1–14) และแสดงผลเป็นสีที่แตกต่างกันตามค่า pH เช่น:
- pH 1–3: สีแดง (กรดแรง)
- pH 4–6: สีส้ม-เหลือง (กรดอ่อน)
- pH 7: สีเขียว (กลาง)
- pH 8–11: สีน้ำเงิน (เบสอ่อน)
- pH 12–14: สีม่วง (เบสแรง)
การใช้อินดิเคเตอร์ทดสอบ pH
- การใช้กระดาษอินดิเคเตอร์:
- ใช้กระดาษลิตมัสหรือกระดาษ pH จุ่มลงในสารละลายแล้วเทียบสีกับแผนภูมิสี
- เหมาะสำหรับการทดสอบเบื้องต้น
- การใช้สารละลายอินดิเคเตอร์:
- หยดสารละลายอินดิเคเตอร์ลงในสารที่ต้องการทดสอบแล้วสังเกตการเปลี่ยนสี
- เหมาะสำหรับการไทเทรตและการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ
- การใช้ Universal Indicator Solution:
- หยดสารละลาย Universal Indicator ลงในสารที่ต้องการทดสอบแล้วเทียบสีกับชาร์ตสี pH
- ให้ผลลัพธ์ที่ครอบคลุมช่วง pH กว้าง
ข้อจำกัดของการใช้อินดิเคเตอร์
- ความแม่นยำ:
- อินดิเคเตอร์บางชนิดมีช่วงการเปลี่ยนสีแคบ อาจไม่เหมาะสำหรับการวัดค่า pH ที่ละเอียด
- การรบกวนจากสารอื่น:
- สารบางชนิดในตัวอย่างอาจทำปฏิกิริยากับอินดิเคเตอร์ ส่งผลให้ผลลัพธ์ไม่แม่นยำ
- การแปลผล:
- การแปลผลจากการเปลี่ยนสีอาจผิดพลาดหากไม่มีแผนภูมิสีเปรียบเทียบหรือการสังเกตไม่ชัดเจน
โดยวันนี้ เราจะมาพูดถึง ฟีนอลทาลีน (Phenolphthalein) มีการใช้งานหลักดังนี้
ฟีนอลทาลีน (Phenolphthalein) เป็นสารประกอบเคมีที่มีสูตรทางเคมีคือ C₂₀H₁₄O₄ ซึ่งเป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการเคมีในฐานะ อินดิเคเตอร์กรด-เบส หรือสารชี้วัดค่า pH
คุณสมบัติของฟีนอลทาลีน
- การเปลี่ยนสีตามค่า pH:
- ในสภาพที่เป็นกรด (pH < 8.2): ฟีนอลทาลีนจะไม่มีสี
- ในสภาพที่เป็นเบส (pH > 8.2): จะเปลี่ยนเป็นสีชมพูหรือสีม่วง
- ช่วงการเปลี่ยนสีของฟีนอลทาลีนอยู่ที่ประมาณ pH 8.2–10.0
- โครงสร้างทางเคมี:
- ฟีนอลทาลีนมีโครงสร้างโมเลกุลที่ประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติก (aromatic rings) และกลุ่มฟังก์ชันไฮดรอกซีล (-OH)
- เมื่ออยู่ในสภาพเบส โครงสร้างโมเลกุลจะเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดการดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ทำให้เกิดสีชมพู
- การละลาย:
- ฟีนอลทาลีนละลายได้ดีในเอทานอลและน้ำ แต่ละลายได้น้อยในน้ำบริสุทธิ์
การใช้งานของฟีนอลทาลีน
- อินดิเคเตอร์กรด-เบส:
- ฟีนอลทาลีนมักถูกใช้ในการไทเทรตกรด-เบส โดยเฉพาะเมื่อไทเทรตกรดอ่อนกับเบสแก่ เช่น การไทเทรตกรดแอซิติกด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์
- การทดสอบในห้องปฏิบัติการ:
- ใช้ในการตรวจจับความเป็นเบสของสารละลาย หรือใช้ในกระบวนการแยกสารเคมี
- การใช้งานในอดีต:
- ในอดีต ฟีนอลทาลีนเคยถูกใช้เป็นส่วนผสมในยาถ่าย (laxative) เนื่องจากมีฤทธิ์กระตุ้นลำไส้ แต่ปัจจุบันไม่แนะนำให้ใช้แล้ว เนื่องจากอาจมีผลข้างเคียงต่อระบบทางเดินอาหารและมีความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็ง
- การทดลองทางเคมี:
- ฟีนอลทาลีนเป็นสารที่นิยมใช้ในงานสาธิตทางเคมี เช่น การแสดงการเปลี่ยนสีระหว่างกรดและเบส หรือการใช้ใน “magic trick” ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสีของสารละลาย
ความปลอดภัย
- ฟีนอลทาลีนสามารถก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนัง ตา และระบบทางเดินหายใจหากสัมผัสโดยตรง
- ควรหลีกเลี่ยงการสูดดมหรือสัมผัสสารในปริมาณมาก
- ในบางกรณี ฟีนอลทาลีนอาจถูกจำแนกว่าเป็นสารที่อาจก่อมะเร็ง (carcinogen) ดังนั้นควรใช้อย่างระมัดระวังตามมาตรฐานความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการ
ฟีนอลทาลีนเป็นสารเคมีที่สำคัญในห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะในฐานะอินดิเคเตอร์กรด-เบสที่มีความสามารถในการเปลี่ยนสีอย่างชัดเจนในช่วง pH 8.2–10.0 การใช้งานที่หลากหลายและคุณสมบัติที่โดดเด่นทำให้ฟีนอลทาลีนเป็นหนึ่งในสารที่ขาดไม่ได้สำหรับการศึกษาและวิเคราะห์ทางเคมี
1. ใช้เป็นอินดิเคเตอร์ในห้องปฏิบัติการ
- ฟีนอลทาลีนถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ (indicator) ในการไทเทรตกรด-เบส เนื่องจากเปลี่ยนสีตามค่า pH:
- ไม่มีสีในสารละลายกรด (pH < 8.2)
- สีชมพูอมม่วงในสารละลายเบส (pH > 10)
- นิยมใช้ในงานวิเคราะห์ทางเคมี เช่น การไทเทรตกรดอ่อนด้วยเบสแก่ (เช่น กรดแอซิติกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์)
2. ใช้ในอุตสาหกรรมยา
- ในอดีต ฟีนอลทาลีนถูกใช้เป็นส่วนผสมในยาระบาย เนื่องจากมีฤทธิ์กระตุ้นการเคลื่อนตัวของลำไส้ แต่ปัจจุบันลดการใช้เนื่องจากความเสี่ยงต่อสุขภาพ เช่น ภาวะพึ่งพายาหรือผลข้างเคียงต่อระบบทางเดินอาหาร
3. ใช้ในห้องปฏิบัติการและงานทำความสะอาด
- สารละลายฟีนอลทาลีนความเข้มข้น 0.1% (ในเอทานอลหรือสารละลายอื่น) ถูกใช้ในห้องปฏิบัติการทั่วไป เพื่อการทดลองหรือทำความสะอาดเครื่องมือแก้ว
- การเตรียมสารละลายต้องใช้ตัวทำละลายเช่นเอทานอล (95% ขึ้นไป) เพราะฟีนอลทาลีนไม่ละลายน้ำ หากใช้ตัวทำละลายที่มีน้ำมากเกินไป อาจทำให้สารละลายขุ่น
4. การใช้ในงานศึกษา
- ฟีนอลทาลีนเป็นสารที่ใช้สอนในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ เพื่อสาธิตการเปลี่ยนสีตาม pH และหลักการไทเทรต
ข้อควรระวัง
- ฟีนอลทาลีนอาจเป็นสารก่อมะเร็งหากสัมผัสหรือรับประทานในปริมาณมาก จึงควรใช้อย่างระมัดระวังตามมาตรฐานความปลอดภัย
