Bên cạnh việc sử dụng máy đo pH, chất chỉ thị màu để xác định độ pH, giấy quỳ cũng được dùng khá phổ biến vì giá thành rẻ hơn và khá dễ làm. Vậy giấy đo pH là gì, công dụng và cách sản xuất như thế nào? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn giải đáp những câu hỏi đó.

1. Giấy đo pH là gì?

- Giấy đo pH (quỳ tím) là giấy có tẩm dung dịch etanol hoăc nước với chất màu tách từ rễ cây địa y (ngành thực vật cộng sinh giữa tảo và nấm) Roccella và Dendrographa, có màu gốc ban đầu là màu tím, được sử dụng trong ngành hóa học để thử, kiểm nghiệm độ pH (pH là khái niệm để chỉ phương pháp định lượng nhằm xác định tính axit hoặc bazo của một dung dịch).

- Giấy quỳ trung tính có chứa từ 10 đến 15 loại thuốc nhuộm khác nhau, bao gồm azolitmin, leucazolitmin, leucoorcein và spaniolitmin.

Màu sắc tương ứng với giá trị pH của giấy đo pH

2. Nguồn gốc ra đời của giấy đo pH (giấy quỳ tím)

Tên gọi “quỳ” (litmus) được cho là bắt nguồn từ một tiếng tiếng Bắc Âu cổ có nghĩa là màu sắc hay nhuộm màu. Điều này phù hợp với các cứ liệu lịch sử cho thấy từ hàng trăm năm về trước, người ta bắt đầu sử dụng quỳ tinh chế từ các loài địa y để nhuộm vải vóc, quần áo…

Theo nhiều nguồn tham khảo, người ta cho rằng quỳ được tẩm vào giấy để làm chất chỉ thị pH đầu tiên là nhà hóa học người Pháp lừng danh Gay-Lussac vào khoảng thế kỷ 19. Nhưng điều này chưa có chứng cứ rõ ràng và chính xác.

3. Cơ chế đổi màu theo pH của giấy đo pH

- Những loài địa y có chứa phẩm nhuộm sinh học (chủ yếu là erythrolitmin và azolitmin) có những nhóm chức cấu trúc được gọi là thể màu (chromophore). Những thể màu này chứa nhiều hợp chất vòng với các liên kết đôi C-C và C-O.

- Sự kết hợp của những liên kết đôi và hợp chất vòng không no giúp tạo nên mạng liên kết, thuận lợi cho sự chuyển vị của các eletron.

- Khi ánh sáng khả kiến (visible light) gặp phân tử phẩm nhuộm, mạng liên kết của các electron sẽ hấp thu những dải màu nhất định tùy thuộc vào cấu trúc của mạng electron.

- Một số màu của ánh sáng không bị hấp thu sẽ phản xạ lại mắt người quan sát, tạo nên màu sắc đặc trưng cho phẩm màu. Ví dự như màu tự nhiên của quỳ là màu xanh tím, có nghĩa là phân tử quỳ hấp thu mọi bước sóng ánh sáng, ngoại từ bước sóng màu xanh tím.

- Khi ion hydro trong dung dịch có tính axit tiếp xúc với quỳ, chúng sẽ tấn công và phá vỡ các liên kết bội giữa C-C và C-O, biến chúng thành những liên kết đơn. Cứ mỗi liên kết đôi bị bẻ gãy, mạng liên kết các electron cũng giảm kích thước theo. Điều này làm giảm đi những quãng bước sóng mà phân tử quỳ có thể hấp thu, từ đó, làm thay đổi màu sắc của quỳ.

Sự thay đổi màu sắc giấy đo pH

4. Công dụng của giấy đo pH

- Giấy đo pH giúp nhận biết dung dịch đang xét có tính axit hay bazo, xác định độ mạnh, yếu một cách tương đối của axit hay bazo thông  qua các mức độ màu sắc của giấy quỳ.

- Khi nhúng mảnh giấy đo pH vào dung dịch, nếu giấy giữ nguyên màu tím thì dung dịch đó trung tính, nếu ngả xanh thì dung dịch đó mang tính kiềm và nếu chuyển sang đỏ thì dung dịch đó có tính axit.

- Sự thay đổi màu diễn ra ngoài khoảng pH 4.5 – 8.3 ở 25 °C (77 °F). Các phản ứng không phải là axit- bazơ cũng có thể làm đổi màu giấy đo pH. Ví dụ như:

+ Khí clo làm cho giấy quỳ lam chuyển thành trắng – thuốc nhuộm quỳ bị tẩy trắng, do sự có mặt của các ion hypoclorit  (ClO^-). Phản ứng này là không thuận nghịch, vì thế quỳ không có vai trò của chất chỉ thị màu trong tình huống này.

 - Giấy đo pH (thấm nước cất) còn có thể giúp nhận biết tính axit hay bazo của các khí như H₂S, SO₂, CO₂.

Hình ảnh giấy đo pH (còn gọi là giấy quỳ tím)

Ưu điểm

- Giấy đo pH phương pháp đơn giản nhất, chi phí thấp nhất thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm hay giáo dục…

- Dễ dàng xác định độ pH mà không cần nhiều kiến thức chuyên môn, cho kết quả nhanh.

Nhược điểm

- Không xác định chính xác nồng độ pH cụ thể mà chỉ biết được dung dịch đó có tính axit, trung tính hay bazơ.

5. Sản xuất giấy đo pH như thế nào

5.1. Trong công nghiệp

Để sản xuất giấy đo pH cũng cần nguồn nguyên liệu như sản xuất các loại giấy khác là gỗ, rồi trải qua khâu nghiền, phối trộn bột giấy, qua máy xeo, cán mỏng, sấy,...Điểm khác biệt là ta sẽ cho thêm hoạt chất quỳ vào bột giấy, sau đó sấy khô sẽ có giấy đo pH như thành phẩm..

5.2. Tự làm giấy đo pH tại nhà

Trong thiên nhiên, ngoài các loài địa y, có những loài thực vật khác cũng có tính chất thay đổi màu sắc theo tính axit của môi trường. Trong thành phần chúng có chứa các hợp chất thuộc nhóm anthocyanin. Chúng chuyển sang màu đỏ trong môi trường axit và hóa xanh trong môi trường bazo giống như quỳ tím. Những hợp chất anthocyanin thường hiện diện trong: lá của bắp cải tím, rau lang, cánh hoa của hoa phong lữ, cây anh túc, quả của cây việt quất, phần thân rễ của cây đại hoàng, hoa trạng nguyên, hoa chiều tím,...

- Tiến hành

+ Lấy lá cây, hoa,... có chứa sắc tố màu đỏ như cây trạng nguyên, hoa chiều tím, hoa bắp cải,... rửa sạch, làm khô, sau đó cắt nhỏ.

+ Đem sản phẩm vừa cắt cho vào cối dã nhỏ, sau đó lấy ra và cho một lượng nước cất vừa đủ ngập, đun sôi nhưng không đun cạn.

+ Lấy hỗn hợp vừa đun sôi đổ vào dụng cụ lọc cafe để chiết xuất lấy phần nước.

+ Dùng những miếng giấy lọc tẩm đều dung dịch vừa chiết xuất sau đó đem phơi ngoài ánh nắng mặt trời hoặc dùng phương pháp sấy khô.

+ Khi những miếng giấy lọc vừa được tẩm ướt đều đã làm khô, có thể cắt ra từng miếng nhỏ tùy ý người sử dụng.

- Ưu điểm

+ Phương pháp tiến hành đơn giản, dễ làm.

+ Tỷ lệ thành công cao, khoảng 95- 97% so với giấy quỳ mua về.

+ Màu sắc mẫu giấy đo pH vừa làm giống hệt giấy quỳ tím mua về.

+ Rất nhạy cảm với môi trường axit, bazo, trung tính. Giá thành rẻ hơn rất nhiều so với giấy đo pH mua về.

- Nhược điểm

+ Khi khử mẩu giấy đo pH vào môi trường axit hay trung tính thì không có vấn đề gì, nhưng khi thử vào môi trường bazo thì sau khoảng thời gian ngắn từ 1- 5 phút, giấy bắt đầu nhạt dần.

Trên đây là những thông tin về liên quan đến giấy đo pH. Hy vọng qua bài viết này, các bạn sẽ có những kiến thức hữu ích và có thể tự làm cho mình những mẩu giấy đơn giản.

Nếu bạn có thắc mắc về sản phẩm giấy đo pH, vui lòng liên hệ tới số HOTLINE 1900 2639 của LabVIETCHEM để nhận được tư vấn, hỗ trợ tốt nhất.