-
Gerollter Indikatorp apierstreifen Ein Indikatorpapier dient bekanntlich
dazu, den Alkali- bzw. Säuregrad einer Flüssigkeit bzw. deren pH-Wert zu bestimmen.
Zu dem Zweck taucht man das Papier in diese Flüssigkeit oder benetzt es damit und
beobachtet den dann auftretenden Farbumschlag. Das Indikatorpapier ist nämlich mit
einem Farbstoff behandelt, der seine Farbe bei einem bestimmten pH-Wert ändert.
Diese pH-Werte reichen von 0 bis 14. Zu jedem dieser pH-Werte gibt es eine Indikatorfarbe.
-
Die gebräuchlichen Indikatorpapiere liegen als schmale, einfarbige
Papierstreifen von etwa 10 cm Länge vor. So berichtet das »Chemie-Lexikon«, 3. Aufl.,
1953, auf S. 1989 über solche Indikatorpapiere, die in zwölf verschiedenen Farben
in einem Flachkasten »Universalkoloriemeter«, untergebracht sind und mit denen man
den pH-Wert auf 0,1 bis 0,2 pH genau durch Vergleich der Farbstoffpapierfärbung
mit der im Deckel des Koloriemeterkastens befindlichen Farbskala bestimmen kann.
-
Solche Indikatorstreifen sind auch mit mehreren Indikatorfarben versehen
erhältlich. Die Farben sind hier auf dem Streifen quer zu seiner Längsrichtung aufgebracht.
-
An Stelle dieser Indikatorstreifen werden auch schon Indikatorpapiere
in Rollenform benutzt. Dabei ist der lange Papierstreifen vollständig mit einer
einzigen Indikatorfarbe bedeckt und zu einer Rolle aufgewickelt. Diese Indikatorrollen
sind wirtschaftlich. Denn man kann von der Rolle nur ein kurzes Stück Papier abreißen,
braucht also nicht mehr jeweils Streifen von etwa 10 cm Länge zu verbrauchen.
-
Man muß dann aber jeweils mehrere dieser mit einer Indikatorfarbe
versehenen Rollen bei sich führen, wenn man einen pH-Wert genau ermitteln will.
In der Regel sind aber die langen Streifen mit einem Indikatorgemisch getränkt,
welches die Feststellung des pH-Wertes in einem verhältnismäßig großen Bereich gestattet
oder sogar als Universalindikator ausgebildet, der die Feststellung des pH-Wertes
über nahezu den gesamten Bereich von 0 bis 14 gestattet.
-
Diese Universalindikatorfarben sind meist ein Gemisch von Thymolblau,
das einen Umschlagsbereich pH 1 bis 4 und pH 8 bis 10 besitzt, mit Bromthymolblau
mit dem Umschlagsbereich pH 6 bis 8.
-
Bei diesen Indikatorfarbgemischen unterscheiden sich die Umschlagsfarben,
welche das Indikatorgemisch in dem besonders häufig vorkommenden pH-Bereich 4 bis
7 bei unmittelbar aufeinanderfolgenden pH-Werten annimmt (gelb bis orange), sehr
wenig, so daß es schwierig ist, an Hand der Vergleichsfarben, die meist auf der
zur Aufnahme der
Rolle dienenden Kapsel vorgesehen sind, den jeweils vorliegenden
pH-Wert festzustellen. Um in diesem Bereich größere Unterschiede der Farben zweier
benachbarter pH-Werte zu erzielen, wird dem Indikatorgemisch oftmals ein weiterer
Indikator (Bromkresolgrün) zugemischt, der in diesem Bereich umschlägt und durch
seine Umschlagsfarbe den Umschlagsfarben des Thymolblau-Bromthymolblau-Gemisches,
die in diesem Bereich schwer unterscheidbar sind, für jeden pH-Wert eine andere
Nuance gibt.
-
Eine Verfeinerung der pH-Wert-Feststellung läßt sich dabei jedoch
auch nicht erreichen. Mitunter führt die Grünfärbung durch das Bromkresolgrün des
Indikatorgemisches sogar zu wesentlichen Verschiebungen der Farbnuance und zu Fehlablesungen,
wenn das so gestaltete Indikatorpapier zum Prüfen farbiger Lösungen, insbesondere
gelber Lösungen, verwendet wird.
-
Andererseits verdichtet sich die gesamte Nuance nach den hohen pH-Werten
zu, weil dann alle Indikatoren umgeschlagen sind, und liefert derart dunkle Töne,
daß sich Feinheiten nicht mehr erkennen lassen.
-
Eine genaue pH-Wertbestimmung ist also mit diesen bekannten, zu einer
Rolle gewickelten Papierstreifen nicht möglich, welche mit einem universalen Indikatorfarbengemisch
behandelt sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine genaue, weniger anstrengende
pH-Wertbestimmung mit einem zu einer Rolle aufgewickelten Papier zu gewährleisten,
das als Prüfmittel sogar für den ganzen pH-Bereich geeignet ist. Sie erreicht diesen
technischen Erfolg der genauen pH-Wertbestimmung aus dem ganzen pH-Bereich durch
einen in Rollenform gewickelten Papierstreifen, der mindestens zwei, vorzugsweise
drei unterschiedliche Indikatorfarben aufweist, die unmittelbar nebeneinanderliegen
und ohne Unterbrechungen in Längsrichtung des Indikatorstreifens laufen. Je nach
den zu prüfenden Verhältnissen
können einfarbige Indikatoren der
verschiedensten Art und beliebigen pH-Bereiche in Längsstreifen nebeneinander angeordnet
sein oder auch Indikatorgemische. Meist werden zwei einfarbige Indikatoren nebeneinander
in Längsstreifen angeordnet werden, deren Umschlagsbereiche aneinandergrenzen, um
den gesamten pH-Bereich, innerhalb dem Feststellungen der pH-Werte einer Lösung
vorzunehmen sind, zu erweitern. Es können aber auch zwei Indikatoren in Längsstreifen
nebeneinander aufgetragen sein, welche im wesentlichen im gleichen pH-Bereich umschlagen,
jedoch nach verschiedenen Farben. Diese Ausführung kommt z. B. dann in Betracht,
wenn sich bei diesen beiden Indikatoren die Farbe von einem pH-Wert zum anderen
nur schwach ändert. Die Schwierigkeit, bei den einzelnen Indikatoren festzustellen,
welche Farb stufe der Vergleichstafel der Indikator bei der Prüfung angenommen hat,
wird dadurch behoben, daß jeweils zwei für sich einzeln nicht genau feststellbare
Farben nebeneinander stehen. Denn eine schwache Farbtonänderung von einem pH-Wert
zum anderen ist leichter an der benachbarten Farbe des anderen Indikators zu erkennen.
Verständlicherweise müssen auf der Vergleichstafel für jeden pH-Wert die Farbtöne
der Indikatoren nebeneinander aufgetragen sein.
-
So kann z. B. auf einem Streifen sowohl ein roter als auch ein blauer
Lackmusindikator vorgesehen sein, um zu erreichen, daß mit einem von dem langen
Streifen abgerissenen, beliebig kurzen Stück entweder die Alkalität oder die Azidität
einer Lösung festzustellen ist. Durch die beiden nebeneinander angeordneten verschiedenfarbigen
Lackmusindikatoren entsteht bei dem Eintauchen des Streifens in eine Lösung eine
Kontrastwirkung, durch die der Umschlag besonders deutlich erkannt werden kann und
welcher gleichzeitig eine Schätzung des in der zu untersuchenden Lösung vorhandenen
pH-Wertes gestattet. Mit einfachem rotem oder einfach blauem Lackmuspapier läßt
sich bekanntlich nur feststellen, ob eine Lösung alkalisch oder sauer ist, jedoch
nur in seltensten Fällen schätzen, welcher pH-Wert tatsächlich vorliegt.
-
Bei vorgenanntem Universalpapier ist die Anordnung von mindestens
zwei Indikatorimprägnationen nebeneinander über die gesamte Länge des Streifens
besonders vorteilhaft. In diesem Falle werden auf dem Papierband über seine gesamte
Länge zwei, drei oder noch mehr Indikatoren in Streifen unmittelbar nebeneinander
aufgetragen, von denen jeder in einem anderen pH-Bereich umschlägt und die so ausge-
wählt
sind, daß durch alle Indikatoren zusammen der gesamte pH-Bereich von 0 bis 14 in
möglichst großem Umfang erfaßt wird. Dazu können für einzelne oder alle Längs streifen
auch Indikatorengemische verwendet werden. So empfiehlt sich die Verwendung des
bekannten Gemisches von Thymolblau mit Bromthymolblau für den einen Längsstreifen;
denn dieses Gemisch umfaßt die drei pH-Bereiche 1 bis 4, 8 bis 10 und dazwischen
6 bis 8. Um den bereits erwähnten Nachteil zu beheben, der darin liegt, daß bei
diesem Gemisch im pH-Bereich 4 bis 6 kaum voneinander abweichende Gelbtöne auftreten,
ist das sonst diesem Gemisch zugeführte Bromkresolgrün, das von Grün bei pH4 nach
den niederen pH-Werten zu in Gelb und nach den höheren pH-Werten zu in Blau umschlägt,
im benachbarten Längs streifen aufgetragen. Im Hinblick darauf, daß das Thymolblau-Bromthymolblau-Gemisch
in den hohen pH-Werten von ungefähr pH 8 ab so dunkle Töne ergibt, daß Unterschiede
von diesem Punkt ab nur noch von sehr geübten Personen festgestellt werden können,
ist in einem dritten Streifen ein an sich bekannter, erst bei hohen pH-Werten umschlagender
Indikator aufgetragen, der unter pH 8 weiß aussieht und von pH 8,5 sich rosa anfärbt,
um bis zu pH 11 in Violett überzugehen. Verständlicherweise muß in diesem Fall auf
der Vergleichsfarbtafel auch die Farbenzusammenstellung der drei Streifen für jeden
pH-Wert verzeichnet sein. Die beiden bzw. drei nebeneinander stehenden Farben ergeben
eine Kontrastwirkung, durch welche der jeweils beim einzelnen Indikatorstreifen
vorliegende Farbton nicht nur genauer festgestellt, sondern auch Zwischenstufen
mit Sicherheit geschätzt werden können.
-
Durch diese Maßnahme wird die Prüfung einer Lösung mit dem Indikatorstreifen
nicht nur erleichtert, sondern auch verfeinert.