بسیاری از فرآیندها و آزمایش‌های شیمیایی صنعتی به شاخص‌های شیمیایی برای تعیین زمان رسیدن به آستانه‌های معین نیاز دارند. این نشانگر شیمیایی در کدام فرآیند استفاده می شود بسته به کاربرد مورد نظر متفاوت است.

همچنین از شاخص های شیمیایی برای تعیین وجود برخی مواد شیمیایی مانند آلاینده های خاص در آب استفاده می شود. اگرچه به اندازه دقیق یا دقیق نیست طیف سنجی یا کروماتوگرافی در تجزیه و تحلیل محتوای شیمیایی، این روش ساده تر و راحت تر است.

استفاده از شاخص های شیمیایی در آزمایش های آزمایشگاهی مانند تیتراسیون نسبتا آسان است. در واقع، این یکی از آزمایش های اساسی است که توسط دانش آموزان شیمی دبیرستان انجام می شود. نیازی به تجهیزات گران قیمت آزمایشگاهی مانند کروماتوگرافی نیست.

شاخص شیمیایی چیست؟

آ نشانگر شیمیایی عمدتاً به تغییر رنگ متکی است تا وجود برخی مواد شیمیایی مشابه کاغذ تورنسل را نشان دهد. تغییر رنگ نشانگر رسیدن به آستانه غلظت یک نوع ماده شیمیایی است.

نمونه هایی از نحوه استفاده از شاخص های شیمیایی عبارتند از:

• محلول های اسید قلیایی: شاخص های شیمیایی برای تعیین وجود مواد اسیدی یا قلیایی در محلول در سطوح خاصی از غلظت بسیار مفید هستند. سطوح حساسیت شاخص های شیمیایی متفاوت است.
• متیل زرد: یکی از شاخص های شیمیایی رایج متیل زرد است. یک محلول قلیایی با افزودن متیل زرد به رنگ زرد در می آید. اگر به تدریج اسید را در محلول قلیایی با متیل یلو اضافه کنید، محلول تا زمانی که خنثی شود زرد باقی می ماند. هنگامی که سطح pH محلول 7 یا خنثی شود، ناگهان به قرمز تبدیل می شود.
• غلظت کم مورد نیاز: اکثر شاخص های شیمیایی حتی در غلظت بسیار کم قابل مشاهده هستند. به عنوان مثال، متیل زرد حتی در غلظت چند قسمت در میلیون قسمت محلول قابل مشاهده است. در غلظت های بسیار پایین، شاخص ها هیچ تاثیر شیمیایی قابل توجهی بر محلول ندارند. برای تعیین نقطه پایانی تیتراسیون ها از شاخص های شیمیایی استفاده می شود.

بر اساس واکنش دهنده های شیمیایی درگیر، شاخص های شیمیایی به سه دسته طبقه بندی می شوند:

• شاخص های اسید-باز
• نشانگرهای کاهش اکسیداسیون
• شاخص های مواد خاص

زمانی که نوبت به تشخیص اسیدها، بازها یا مواد شیمیایی خاص می‌شود، شاخص‌های شیمیایی محدوده‌های خاصی دارند. اگرچه بیشتر شاخص ها در رنگ تغییر می کنند، اما مقداری تغییر در کدورت (شفافیت) به عنوان نشانه ای از خنثی شدن یا وجود برخی مواد شیمیایی است.

به عنوان مثال، مقدار کمی از ید به عنوان یک شاخص در واکنش های شیمیایی بین محلول سیانید و نمک نقره استفاده می شود. محلول شفافیت خود را تا زمانی که سطح بحرانی سیانید نقره محلول تشکیل شود حفظ می کند. هنگامی که نمک نقره بیشتری اضافه می شود، محلول کدر می شود زیرا یدید نامحلول به دلیل یون های نقره اضافی تشکیل می شود. در این حالت نشانگر شیمیایی در واقع در واکنش شیمیایی شرکت می کند.

شاخص های شیمیایی چگونه کار می کنند؟

نشانگرهای شیمیایی ممکن است در واکنش های شیمیایی که قرار است شناسایی شوند شرکت کنند یا نکنند. برخی از اندیکاتورها با تغییر رنگ یا شکل رسوب می دهند یون ها تجزیه می شوند.

حتی اگر نشانگرهای شیمیایی در یک واکنش شیمیایی شرکت کنند، غلظت آنها به حدی ناچیز است که هیچ تأثیر قابل توجهی بر واکنش اصلی ندارند. برخی از شاخص های شیمیایی دامنه بسیار باریک و حساسی دارند.

 

به عنوان مثال، یکی از نمونه‌های شاخص حساس کاهش اکسیداسیون، 1،10-فنانترولین آهن است. اگر پتانسیل اکسیداسیون از 1.04 ولت به 1.08 ولت افزایش یابد، رنگ نشانگر از قرمز به آبی کم رنگ تغییر می کند. این یک شاخص شیمیایی بسیار حساس است که به طور قابل توجهی در واکنش اکسیداسیون – کاهش در یک محلول شرکت نمی کند.

یکی دیگر از نمونه های رایج شاخص های شیمیایی بسیار حساس با محدوده باریک دی فنیل کاربازون است. این نشان دهنده افزایش غلظت یون جیوه از 0.000001 به 0.00001 مول در لیتر است. رنگ نشانگر از زرد به بنفش تغییر می کند.

شاخص های تغییر شیمیایی

بسته به نوع نشانگر شیمیایی و واکنش شیمیایی درگیر، چندین راه وجود دارد که می توانید مشاهده کنید تغییر شیمیایی. برخی از رایج ترین نشانه های قابل مشاهده و اندازه گیری عبارتند از:

• تغییر در رنگ
• تشکیل یا ناپدید شدن رسوب
• تولید حباب یا گاز (همچنین می تواند شامل تغییر در بو باشد)
• تغییر طعم در صورت خوراکی بودن ترکیب (مثال: شیر ترش)
• تغییر دما (گرماز یا گرمازا)
• آزادسازی فوتون (لومینسانس)
• تغییر در حجم یا چگالی
• احتراق یا انفجار

با این حال، همه این علائم نمی توانند شاخص های قطعی تغییرات شیمیایی باشند. تغییر شیمیایی همان تغییر در ترکیب مولکولی مواد یا واکنش دهنده ها است.

به عنوان مثال، اگر قسمت های مساوی رنگ آبی را با رنگ زرد مخلوط کنید، نتیجه سبز می شود. تغییر در رنگ وجود دارد، اما از نظر شیمیایی، این دو ماده تغییر نکردند، بلکه فقط به طور همگن مخلوط شدند.

از سوی دیگر، فقدان ظاهری هرگونه نشانه یا تغییر در مواد یا واکنش دهنده ها لزوماً به معنای عدم وجود تغییر شیمیایی نیست. به عنوان مثال، هنگامی که نور خورشید به پوست برخورد می کند، مولکول های کلسترول دچار تغییراتی می شوند که منجر به تشکیل ویتامین دی – ما نمی توانیم آن تغییر را ببینیم.

تقریباً همه واکنش های بیوشیمیایی حتی در تنظیمات آزمایشگاهی مانند ظروف پتری به سختی قابل تشخیص هستند. واکنش های آنزیمی را نمی توان مستقیما مشاهده کرد. به عنوان مثال، هنگامی که شما نان می خورید، آمیلاز بزاقی نشاسته موجود در نان را به مالتوز تجزیه می کند، اما با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست. تنها زمانی که از ابزارها و روش های آزمایشگاهی پیشرفته استفاده می کنید، می توانید تغییرات شیمیایی ظریف را تشخیص دهید.

زیرنویس در فرمول شیمیایی چه چیزی را نشان می دهد؟

زیرنویس های یک فرمول شیمیایی تعداد اتم های یک مولکول را نشان می دهد. یک فرمول به عنوان نماد حرف عناصر در یک ترکیب با زیرنویس های اعداد نوشته می شود. اگر زیرنویسی وجود نداشته باشد، به سادگی یکی فرض می شود. به عنوان مثال، فرمول شیمیایی آب H است20. به این معنی که یک مولکول آب دارای دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است.

مواد شیمیایی که می توانند عناصر یا ترکیبات باشند را می توان به روش های مختلفی نشان داد یا نوشت. برخی از راه ها اطلاعات بیشتری را نسبت به دیگران منتقل می کنند. رایج ترین راه با نام رایج آن مانند “نمک سفره” است. همین ماده شیمیایی یعنی نمک خوراکی را می توان با نام شیمیایی آن نیز نامید سدیم کلرید. سایر روش های رسمی تر استفاده از فرمول های شیمیایی است:

• فرمول تجربی – عناصر تشکیل دهنده یک ترکیب مانند NaCl (که همان نمک خوراکی و کلرید سدیم است) را نشان می دهد.
• فرمول مولکولی – این فرمول دقیق تر از فرمول تجربی است زیرا چیزی در مورد تعداد اتم های هر مولکول یک ترکیب به شما می گوید.
• فرمول ساختاری – همانطور که از نام آن پیداست، این نوع فرمول نحوه چیدمان اتم های یک مولکول را نشان می دهد.

برای نشان دادن تفاوت بین این فرمول ها، اجازه دهید از بنزن به عنوان مثال استفاده کنیم. بنزن یک هیدروکربن معطر است:

تجربی: CH

مولکولی: سی6اچ6

ساختاری:

همانطور که می بینید، فرمول ساختاری را می توان به روش های مختلفی نوشت. برخی از مواد شیمیایی پیچیده تر نیز به صورت گرافیک سه بعدی نشان داده شده اند.

شاخص های شیمیایی برای عقیم سازی

بسته به نوع موسسه یا موسسه، فرآیند عقیم سازی می تواند ساده یا پیچیده باشد و به پروتکل ها و پارامترهای خاصی نیاز دارد. کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی، کارخانه‌های داروسازی، آزمایشگاه‌های بیولوژیکی و بیمارستان‌ها نمونه‌هایی از موسساتی هستند که نیازمند پروتکل‌های سخت‌گیرانه استریل‌سازی هستند.

برای تعیین اینکه آیا استانداردها یا پارامترهای خاصی از عقیم سازی به دست آمده اند یا خیر، به شاخص های شیمیایی نیاز است. شاخص‌های شیمیایی برای فرآیند استریل‌سازی معمولاً در قالب کیت‌های آزمایش (نوارها، برچسب‌ها، کارت، گلوله‌ها و نوارها) استاندارد می‌شوند.

مواد شیمیایی موجود در کیت آزمایش ممکن است تحت یک تغییر فیزیکی یا شیمیایی قرار گیرند که به راحتی قابل شناسایی است، مانند تغییر رنگ پس از قرار گرفتن در معرض پارامترهای خاص مانند زمان، دما و عامل استریل کننده.

شاخص های شیمیایی برای عقیم سازی به شش کلاس گروه بندی می شوند:

• کلاس 1: شاخص های فرآیند، که بین اقلام پردازش شده و پردازش نشده تفاوت قائل می شوند
• کلاس 2: برای تست های خاص بر اساس استانداردهایی مانند تست بووی دیک که کارایی حذف هوا و نفوذ بخار در یک محفظه را تعیین می کند
• کلاس 3: نشانگرهای این دسته به یک متغیر منفرد مانند دما واکنش نشان می دهند
• کلاس 4: این شاخص ها به دو یا چند پارامتر مهم مانند قرار گرفتن در معرض گرما برای یک دوره زمانی خاص واکنش نشان می دهند.
• کلاس 5: این شاخص ها به طیف وسیعی از پارامترها در یک محدوده چرخه استریلیزاسیون واکنش نشان می دهند. آنها معمولاً برای نظارت بر بسته ها استفاده می شوند
• کلاس 6: اینها شبیه سازها یا نشانگرهای خاص چرخه هستند. به عنوان مثال، نوارهایی که می توانند مراحل قبل از خلاء را در عرض چند دقیقه کنترل کنند

نشانگرهای شیمیایی برای استریلیزاسیون با بخار

نشانگرهای شیمیایی برای استریلیزاسیون با بخار یا در کلاس 2 طبقه بندی می شوند، مانند آزمون بووی دیک، که نفوذ بخار را در یک محفظه تعیین می کند، یا کلاس 6 که تأیید می کند که یک چرخه استریلیزاسیون مانند مرحله استریلیزاسیون با بخار انجام شده است.

شاخص شیمیایی برای لیپیدها

لیپیدها از جمله مواد بیوشیمیایی اساسی هستند که در سلول ها یافت می شوند و غشای سلولی محافظ را تشکیل می دهند. لیپیدها یا لیپوپروتئین ها نیز در خون یافت می شوند و کلسترول را حمل می کند. این لیپوپروتئین ها به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

• لیپوپروتئین با چگالی بالا (HDL) یا کلسترول “خوب”.
• لیپوپروتئین با چگالی کم (LDL) یا کلسترول “بد”.

محتوای لیپید یک مخلوط را می توان با استفاده از آن آزمایش کرد شاخص های سودان III. اینها مولکولهای رنگی و چربی دوست هستند. اگر یک لایه رنگ شده در آب تشکیل شود، لیپید وجود دارد، اما اگر رنگ به طور مساوی توزیع شود، چربی وجود ندارد.

به دنبال شاخص های شیمیایی هستید؟ خرید نشانگرهای شیمیایی از فروشگاه آنلاین ما