Nguyên tắc của phương pháp là dựa vào màu sắc của các chất chỉ thị axit- bazơ được thêm vào mẫu nước để xác định pH của nó bằng cách so sánh màu sắc được tạo thành với màu sắc của dãy chuẩn đã biết trước pH.
Hóa chất:
Metyl đỏ: chất chỉ thị dùng cho khoảng pH từ 4,? đến 6.2. Hòa tan 0.2g chất chỉ thị trong 100ml rượu etylic 60%. Sự đổi màu của chất chỉ thị từ đỏ (dạng axit) sang dạng vàng (dạng bazơ).
Bromocrezol đỏ: chất chỉ thị dùn cho khoảng pH từ 5,2 đến 6,8. Hòa tan 0,1g chất chỉ thị trong 100ml rượu etylic 20%. Sự đổi màu của chất chỉ thị: từ vàng sang xanh.
Phenol đỏ: chất chỉ thị có khoảng pH đổi màu từ 6,8 đến 8,0. Hòa tan 0,1g chất chỉ thị trong 100ml rượu etylic 20%. Sự đổi màu của chất chỉ thị từ vàng sang đỏ.
Tất cả các dung dịch chỉ thị trên đều được chế hóa với dung dịch kiềm hoặc axit nồng độ khoảng 0,1M cho đến khi bắt đầu chuyển màu.
Kali dihydrophotphat: KH2PO4 tkpt. Hòa tan 9,078g muối này đã được sấy khô trước ở nhiệt độ 110-130oC trong tủ sấy và để nguội trong bình hút ẩm, trong nước cất mới sôi và để nguội đến nhiệt độ phòng, thành 1l dung dịch (dùng bình định mức có dung tích 1l).
Natri hydrophotphat Na2HPO4 tkpt. Hòa tan 0,472g muối (đã được sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 110-130oC trong tủ sấy và để nguội trong bình hút ẩm) trong nước cất mới đun sôi để nguội thành 1l dung dịch.
Để có được các dung dịch đệm có pH mong muốn làm dung dịch chuẩn ta trộn những thể tích xác định của hai dung dịch muối trên theo các số liệu nghi trong bảng 4.1 dưới đây. Các dung dịch đó chỉ được chuẩn bị trực tiếp ngay trước khi xác định pH của mẫu.
Bảng 4.1. Thành phần các dung dịch đệm thể tích dung dịch KH2PO4, ml thể tích dung dịch Na2HPO4, ml pH thể tích dung dịch KH2PO4, ml thể tích dung dịch Na2HPO4, ml pH 9.75 0.25 5.29 5.0 5.0 6.81 9.5 0.5 5.59 4.0 6.0 6.98 9.0 1.0 5.91 3.0 7.0 7.17 8.0 2.0 6.24 2.0 8.0 7.38 7.0 3.0 6.47 1.0 9.0 7.73 6.0 4.0 6.64 0.5 9.5 8.04 Cách tiến hành:
Trước hết xác định sơ bộ pH của mẫu nước bằng giấy chỉ thị tổng hợp. Từ giá trị gần đúng đó, chọn chất chỉ thị thích hợp và các dung dịch đệm tương ứng dùng làm thang chuẩn. Sau đó tiến hành xác định pH của mẫu nước như sau.
Lấy bốn ống nghiệm như nhau đã được rửa sạch và sấy khô. Cho 10ml mẫu nước vào ống nghiệm thứ nhất và cho lần lượt vào các ống còn lại các dung dịch đệm (mỗi dung dịch cũng lấy 10ml) có pH gần với giá trị pH đã xác định bằng giấy chỉ thị tổng hợp. Thêm vào mỗi ống nghiệm 0.05ml dung dịch chất chỉ thị, lắc đều và so sánh màu sắc của các ống đựng mẫu nước cần xác định pH với màu của các ống chuẩn đựng dung dịch đệm đã biết trước pH. Nếu mẫu nước có màu sẵn hoặc bị đục có thể loại trừ ảnh hưởng của các hiện tượng đó bằng cách sau đây. Chuẩn bị bốn ống nghiệm, một ống nghiệm đựng 10ml nước cất, các ống còn lại mỗi ống đựng 10ml mẫu nước. Không thêm chỉ thị vào cả bốn ống đó. Khi so màu ta để ống để đựng nước cất đằng sau ống đựng mẫu nước có màu, còn ống kia để sau 3 ống đựng dung dịch đệm có chất chỉ thị.