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Reagenzpapier mit nur teilweiser Indikatorimprägnierung
Bei der Herstellung
und beim Gebrauch von Reagenzpapier spielt der pH-Wert des Papiers selbst eine wesentliche
Rolle, da die Wasserstoffionenkonzentration im Papier den Indikator beeinflußt.
Bei einer Untersuchung findet die Einstellung des Indikators nicht genau nach der
Wasserstoffionenkonzentration der zu untersuchenden Flüssigkeit, sondern nach einer
durch die Wasserstoffionenkonzentration des Papiers veränderten Wasserstoffionenkonzentration
statt. Aus diesem Grunde müssen für die Indikatorimprägnierung etwas andere Vergleichsfarben
gewählt werden, als sie der Indikator bei den verschiedenen p-Werten in der Lösung
zeigen würde. Bei der Zubereitung der Vergleichsfarben muß mithin der Einfluß des
eigenen pH-Wertes des Papiers berücksichtigt werden. Nun ist der pH-Wert nicht bei
allen Arten des Papiers gleich; es kommt sogar nicht selten vor, daß innerhalb eines
zur Verarbeitung kommenden Papierstapels Unterschiede im pH-Wert der einzelnen Bogen
vorhanden sind. Werden die Vergleichsfarben auf besonderen Tafeln angebracht, so
können sie nur Mittelwerte darstellen. Bei der Anfertigung von solchen Reagenzpapieren,
welche die Vergleichsfarben neben der Indikatorimprägnierung selbst enthalten, lassen
sich während der Herstellung beobachtete Unterschiede des pH-Wertes der einzelnen
Papierbogen beim Auftragen der Vergleichsfarben berücksichtigen. Die auf dem Reagenzpapier
direkt angebrachten Vergleichsfarben können infolgedessen die verschiedenen Farbumschläge
des Indikators genauer arDgeben, als solche auf besonderen yergleichsfarbtafeln.
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Nun ändert sich aber der pH-Wert des Papiers auch vielfach durch
die Lagerung, teils durch den Einfluß des Verpackungsmaterials, teils durch den
Einfluß
der Kohlensäure der : Luft, von Dämpfen, oder von durch die Luftfeuchtigkeit aufgenommenen
Gasen. Aus diesem Grunde muß für die Verpackung ein möglichst neutrales Material
verwendet werden und die Verpackung selbst die Reagenzpapiere vor Luftzutritt weitgehend
schützen.
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Aber auch die beste Verpackung schützt das Reagenzpapier von äußeren
Einflüssen nur begrenzt. Bei der Verwendung von Reagenzpapieren, deren eigener pn-Wert
sich geändert hat, müssen, wenn man den pH-Wert einer zu untersuchenden Lösung genau
feststellen will, Korrekturen der den einzelnen Vergleichsfarben zugeordneten pn-Werte,
welche vielfach neben den Vergleichsfarben aufgedruckt sind,. vorgenommen werden.
Die Größe der Korrekturen richtet sich natürlich danach, nach welcher Richtung und
in welchem Maße sich der pH-Wert geändert hat. Das läßt sich aber nur durch besondere
Untersuchungen feststellen, welche zeitraubend sind und deshalb meist unterblieben.
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Gemäß der Erfindung soll auf dem Reagenzpapier neben der auf einem
Teil enthaltenen Indikatorimprägnierung, an Kand welcher der pH-Wert einer Lösung
festgestellt werden soll, noch eine weitere Indikatorimprägnierung aufgetragen sein,
welche Änderungen des eigenen pH-Wertes des Reagenzpapiers sowie den Grad der Anderung
erkennen läßt. Zweckmäßig wird dazu ein Indikator verwendet, welcher bei geringen
Änderungen des pH-Wertes des Papiers bereits einen auffallenden Farbumschlag zeigt,
und zwar sowohl bei Erhöhung als auch bei Erniedrigung des pn-Wertes.
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Beim Vorhandensein eines solchen Hilfsindikators würde bei der Herstellung
des Reagenzpapiers, ohne daß Stichproben in bezug auf den pn-Wert der zur Verarbeitung
kommenden Papierbogen vorgenommen werden müßten, sofort offenbar, wenn sich unter
den zur Verarbeitung kommenden Papierbogen solche eines anderen pH-Wertes als desjenigen
der bisher verarbeiteten Bogen befinden.
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Bei der Herstellung von Reagenzpapier, welches gleichzeitig mit den
Vergleichsfarben versehen wird, kann, wenn der Hilfsindikator bei der Verarbeitung
anzeigt, daß man auf Papier mit einem anderen pn-Wert gestoßen ist, sofort eine
entsprechende Korrektur der aufzutragenden Vergleichsfarben vorgenommen werden.
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Bei für eine Untersuchung verwendeten Reagenzpapieren läßt der Hilfsindikator
sofort erkennen, ob bzw. nach welcher Richtung und in welchem Umfange eine Änderung
des eigenen pH-Wertes des Papiers stattgefunden hat. Damit wird die das Papier benutzende
Person sofort darüber unterrichtet, ob für die Vergleichsfarben die ursprünglich
zugeordneten pWerte noch zutreffen oder ob und in welchem Umfange und in welcher
Richtung Korrekturen dieser pH-Werte vorzunehmen sind.
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Die dafür in Betracht kommenden Werte können der den Reagenzpapieren
beiliegenden Gebrauchsanweisung entnommen werden. Das gilt sowohl für Reagenzpapiere
mit auf ihnen selbst angebrachten Vergleichsfarben als auch für solche, zu deren
Gebrauch eine besondere Vergleichsfarbtafel verwendet werden muß. Das gilt weiter
auch für solche Reagenzpapiere, welche für die unmittelbaren Untersuchungszwecke
verschiedene Indikatorimprägnierungen nebeneinander enthalten, insbesondere also
für Universalpapiere. Der Hilfsindikator ist auf dem Papier selbstverständlich so
anzubringen, daß er den Hauptindikator nicht beeinträchtigt und, wenn auf dem Papier
die Vergleichsfarben angebracht sind, keine Verwirrung verursachen kann.
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Die geeignetste Stelle für die Anbringung des Hilfsindikators ist
das eine Ende des Papierstreifens. Besonders vorteilhaft ist es, den Hilfsindikator
am Ende des Streifens anzubringen, welcher in die Lösung getaucht wird. In diesem
Falle kann der Hilfisindikator gleichzeitig dazu dienen, das Vorliegen einer schwach
gepufferten Lösung anzuzeigen. Die gewöhnlichen Reagenzpapiere sollen nur kurze
Zeit in die zu untersuchende Flüssigkeit getaucht werden, da sich sonst der Indikator
auswäscht. Andererseits soll aber beim Ablesen ein Farbgleichgewicht vorhanden sein.
Bei schwach gepufferten Lösungen dauert es jedoch geraume Zeit, bis ein Gleichgewichtszustand
der Farbe eingetreten ist, und zwar eine so geraume Zeit, daß der Indikator ausgewaschen
sein würde. Der am Eintauchende angebrachte Hilfsindikator bleibt naturgemäß etwas
länger als der ungefähr in der Mitte des Streifens angebrachte Hauptindikator in
der Lösung. Weiter sammelt sich die beim Herausziehen aus der Lösung am Streifen
haften gebliebene Flüssigkeit am unteren Ende. Die größere Feuchtigkeitsmenge am
Eintauchende des Papierstreifens genügt wohl, auf den Hilfsindikator in bezug auf
den Farbumschlag einzuwirken, jedoch nicht, um ihn auszuwaschen. Ändert der Hilfsindikator
nach dem Herausziehen des Papierstreifens aus der Flüssigkeit weiter seine Farbe,
so deutet das eben darauf hin, daß eine schwach gepufferte Lösung vorliegt und daß
man besondere Maßnahmen ergreifen muß, um ihren pH-Wert genau festzustellen. Zweckmäßig
wird man für diesen Zweck einen Hilfsindikator substantiven Charakters verwendenj
welcher sich bekanntlich kaum auswäscht.
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Als Indikator substantiven Charakters kommt z. B. Lackmus in Betracht.
Die Verwendung von Lackmus als Hilfsindikator hat außerdem noch den Vorteil, daß
die untersuchende Person an Hand der Vergleichsfarben nicht nur den pH-Wert der
zu untersuchenden Flüssigkeit, sondern auch die Reaktion nach den Gesichtspunkten
Lackmussauer, Lackmusneutral oder Lackmusalkalfsch feststellen kann. Diese früher
allgemein gebräuchlichen Begriffe kommen auch heute noch, insbesondere in älteren
Literaturausgaben vor. Das veranlaßt viele Benutzer von Reagenzpapier zu der Frage
an den Fabrikanten, welche pu-Werte für diese drei Begriffe gelten. Darüber lassen
sich in bezug auf Reagenzpapiere genaue Angaben aber nicht machen, da Lackmus als
Naturstoff von der Herkunft abhängige Umschlagsfarben zeigt und auch hier der
eigene
pH-Wert des Papiers sowie dessen Mahlungsgrad und Transparenz von Einfluß sind.
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Natürlich können auf dem Reagenzpapier auch mehrere Hilfsindikatoren
verschiedenen Umschlag bereichs vorgesehen werden, z. B. neben Lackmus noch Phenolphthalein
als Anhaltspunkt für den Umschlag phenolphthaleinalkalisch und d kongorot für den
Umschlag kongosauer.
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Beispiel Zur Messung des pn-Bereichs 8,8 bis 10,0 dient ein Reagenzpapier
mit dem farblosen Indikator Kresolphthalein. Das Papier hat von der Herstellung
her normal den eigenen pn-Wert 7. Im allgemeinen ist damit zu rechnen, daß sich
durch die Lagerung dieser pn-Wert nach dem Sauren hin verändert. Aus diesem Grunde
ist dieses Reagenzpapier mit einem Hilfsindikator für das Umschlagsgebiet pH 5 bis
7, z. B. Chlorphenolrot, versehen, welcher beim ursprünglichen pn-Wert des Papiers
einen rotvioletten Ton aufweist und bei einer Änderung des pn-Wertes des Papiers
über verschiedene Farbtöne umschligt. Aus einer der Packung solcher Reagenzpapiere
beiliegenden Skala von Vergleichsfarben läßt sich aus dem Farbton, welchen dieser
Hilfsindikator im Laufe der Zeit annimmt, ersehen, in welchem Maße sich der pn-Wert
des Papiers geändert hat.
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Das beispielsweise genannte Reagenzpapier braucht, um bei einem eigenen
pn-Wert des Papiers von 7 auf die von ihm anzuzeigenden pn-Werte 8,8 bis 10,0 zu
kommen, 0,3 bis ,ccmn/oNaOH auf 100 ccm destilliertes Wasser. Ändert sich der eigene
pn-Wert des Papiers während der Lagerzeit auf z. B. PH = 5, was an der Färbung des
Hilfsindikators zu erkennen ist, so sind diiese Werte um 1 ccm zu vergrößern. Da
die sauren Eigenschaften des Papiers um diesen Betrag zugenommen haben, was gleichbedeutend
damit ist, als ob der zu untersuchenden Lösung eine Säure in einer Menge von 1 cem
n/Io pro IOO ccm destillierten Wassens zugegeben wäre. Bei stark gepufferten Lösungen,
die bei I ccm n/Io pro 100 cm nur 0,05 pn-Verschiebung erleiden, würde die Lagersäurung
des Papiers die Ablesegenauigkeit kaum beeinträchtigen. Bei schwach gepufferten
Lösungen jedoch würden durch einen solchen Zusatz pn-Wert-Verschiebungen von O,
I bis 0,5 PH auftreten. Um diesen Wert würde das sauergewordene Papier falsch anzeigen,
im Beispiel also zu niedrig. Die je nach dem Grade der Lagersäurung des Papiers
vorzunehmende Korrektur kann einer der Packung der Reagenzpapiere beiliegenden Tabelle
entnommen werden, die natürlich Werte für verschiedene Pufferungskapazitäten der
zu untersuchenden Lösungen enthält.