Лакмус — это водорастворимая смесь различных красителей, извлеченных из лишайников . Его часто впитывают в фильтровальную бумагу для получения одной из старейших форм индикатора pH , используемой для проверки материалов на кислотность . В кислой среде синяя лакмусовая бумажка становится красной, а в щелочной или щелочной среде красная лакмусовая бумажка становится синей. Короче говоря, это краситель и индикатор, который используется для размещения веществ на шкале pH.
Слово «лакмус» происходит от древнескандинавского слова, означающего «мох, используемый для окрашивания». [1] Около 1300 года испанский врач Арнальдус де Вилья Нова начал использовать лакмус для изучения кислот и оснований. [2] [3]
Начиная с XVI века, синюю краску стали добывать из некоторых лишайников , особенно в Нидерландах .
Лакмус можно найти в различных видах лишайников . Красители извлекаются из таких видов, как Roccella tinctoria (Южная Америка), Roccella fuciformis (Ангола и Мадагаскар), Roccella pygmaea (Алжир), Roccella phycopsis , Lecanora tartarea (Норвегия, Швеция), Variolaria dealbata , Ochrolechia parella , Parmotrema tinctorum и Parmelia . В настоящее время основными источниками являются Roccella montagnei (Мозамбик) и Dendrographa leucophoea (Калифорния). [2]
Основное применение лакмуса — проверка того, является ли раствор кислым или щелочным , поскольку синяя лакмусовая бумажка краснеет в кислых условиях, а красная лакмусовая бумажка синеет в основных или щелочных условиях, при этом изменение цвета происходит в диапазоне pH 4,5–8,3 при 25 °C (77 °F). Нейтральная лакмусовая бумажка имеет фиолетовый цвет. [2] Влажную лакмусовую бумагу также можно использовать для проверки водорастворимых газов, которые влияют на кислотность или основность ; газ растворяется в воде , и полученный раствор окрашивает лакмусовую бумагу. Например, газообразный аммиак , который является щелочным, окрашивает красную лакмусовую бумагу в синий цвет. Хотя вся лакмусовая бумага действует как pH-бумага, обратное неверно.
Лакмус также может быть приготовлен в виде водного раствора , который действует аналогичным образом. В кислых условиях раствор красный, а в щелочных условиях — синий.
Химические реакции, отличные от кислотно-щелочных, также могут вызывать изменение цвета лакмусовой бумаги. Например, хлорный газ делает синюю лакмусовую бумагу белой; лакмусовый краситель обесцвечивается [ 4] , поскольку присутствуют ионы гипохлорита . Эта реакция необратима, поэтому лакмус не действует как индикатор в этой ситуации.
Лакмусовая смесь имеет номер CAS 1393-92-6 и содержит от 10 до 15 различных красителей. Все химические компоненты лакмуса, вероятно, такие же, как и в родственной смеси, известной как орсеин, но в других пропорциях. В отличие от орсеина, основной компонент лакмуса имеет среднюю молекулярную массу 3300. [5] Кислотно-основные индикаторы на лакмусе обязаны своими свойствами хромофору 7 -гидроксифеноксазону . [6] Некоторые фракции лакмуса получили особые названия, включая эритролитмин (или эритролеин), азолитмин, спаниолитмин, лейкоорсеин и лейказолитмин. Азолитмин показывает почти такой же эффект, как и лакмус. [7]
Рецепт изготовления лакмуса из лишайников, изложенный на веб-сайте Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, гласит: [8]
Подробности найти сложно, поскольку процессы держались в секрете.
Это краткое описание современной производственной процедуры взято из книги «Исчезающие лишайники», издательства DHS Richardson, Лондон, 1975 г. Лишайники (предпочтительно Lecanora tartarea и Roccella tinctoria ) измельчаются в растворе карбоната натрия и аммиака .
Время от времени помешивайте лишайники, и цвет изменится с красного на фиолетовый и, наконец, на синий примерно через четыре недели. Затем лишайники высушивают и измельчают в порошок. На этом этапе лишайники содержат частично лакмус и частично орсеиновые пигменты . Орсеин удаляется путем экстракции спиртом , оставляя чистый синий лакмус. Он продается в виде синих комочков, масс или таблеток после смешивания с бесцветными соединениями, такими как мел и гипс . Лакмусовая бумага — это бумага, пропитанная этим веществом.
Красный лакмус содержит слабую дипротонную кислоту . При воздействии основного соединения ионы водорода реагируют с добавленным основанием. Сопряженное основание, образованное из лакмусовой кислоты, имеет синий цвет, поэтому влажная красная лакмусовая бумажка становится синей в щелочном растворе.
В начале XIV века испанский ученый Арнальдус де Вилья Нова (1235–1311) начал использовать лакмус для изучения кислот и оснований. Это соединение, извлеченное из лишайника, использовалось в качестве красителя по крайней мере со времен викингов, но он был первым известным человеком, использовавшим его для проверки кислотности.