لماذا يتغير لون الفينول فثالين؟

يسمح مؤشر الفينول فثالين للكيميائيين بتحديد ما إذا كانت المادة عبارة عن حمض أم قاعدة. إن تغير اللون في الفينول فثالين هو نتيجة التأين ، وهذا يغير شكل جزيئات الفينول فثالين.

الفينول فثالين Phenolphthalin (يُنطق رسم نول ثال-أين) ، وغالبًا ما يُختصر إلى phph ، حمض ضعيف. هذا المركب الحمضي قليلاً هو مادة صلبة بلورية بيضاء إلى صفراء. يذوب بسهولة في الكحول وقليل الذوبان في الماء. الفينول فثالين هو جزيء عضوي كبير بالصيغة الكيميائية لـ C₂₀ح₁₄ا₄.

يحدث التأين عندما يكتسب الجزيء الإلكترونات أو يفقدها ، وهذا يعطي الجزيء شحنة كهربائية سالبة أو موجبة. تجذب الجزيئات المؤينة الجزيئات الأخرى ذات الشحنة المعاكسة وتصد تلك التي تحمل نفس الشحنة.

الفينول فثالين حمض ضعيف وعديم اللون في المحلول على الرغم من أن أيونه وردي. إذا كانت أيونات الهيدروجين (H⁺، كما هو موجود في حمض) إلى المحلول الوردي ، سيتحول التوازن ، وسيكون المحلول عديم اللون. إضافة أيونات الهيدروكسيد (OH^-، كما هو موجود في القواعد) سيغير الفينول فثالين إلى أيونه ويحول المحلول زهري.

يحتوي مؤشر الفينول فثالين على بنيتين مختلفتين بناءً على ما إذا كان في محلول قلوي (وردي) أو حمض (عديم اللون). يمتص كلا الهيكلين الضوء في منطقة الأشعة فوق البنفسجية ، وهي منطقة لا يمكن للعين البشرية الوصول إليها. ومع ذلك ، فإن الشكل الوردي يمتص أيضًا في طيف الضوء المرئي.

سبب امتصاص الضوء المرئي هو بنية الشكل الوردي لمؤشر الفينول فثالين. بسبب التأين ، تكون الإلكترونات في الجزيء غير محددة أكثر من كونها عديمة اللون. باختصار ، يحدث إلغاء التمركز عندما لا ترتبط الإلكترونات في جزيء بذرة واحدة ، وبدلاً من ذلك تنتشر على أكثر من ذرة واحدة.

تؤدي زيادة عدم التمركز إلى تغيير فجوة الطاقة بين المدارات الجزيئية. يحتاج الإلكترون إلى طاقة أقل ليقوم بالقفز إلى مدار أعلى. يتم امتصاص الطاقة في المنطقة الخضراء ، 553 نانومتر ، من طيف الضوء.

ترى العين البشرية لونًا ورديًا في المحلول. كلما كان المحلول القلوي أقوى ، كلما تغير مؤشر الفينول فثالين وأصبح اللون الوردي أغمق.

يمتد مقياس الأس الهيدروجيني من 0 إلى 14 ، مع كون الرقم الهيدروجيني 7 متعادل. تعتبر المادة الأقل من الرقم الهيدروجيني 7 حمضية ؛ أعلى من الرقم الهيدروجيني 7 تعتبر أساسية.

الفينول فثالين عديم اللون بشكل طبيعي ولكنه يتحول إلى اللون الوردي في المحاليل القلوية. يظل المركب عديم اللون طوال نطاق مستويات الأس الهيدروجيني الحمضية ولكنه يبدأ في التحول إلى اللون الوردي عند مستوى الأس الهيدروجيني 8.2 ويستمر في اللون الأرجواني اللامع عند درجة الحموضة 10 وما فوق.

في عام 1871 ، اكتشف الكيميائي الألماني أدولف فون بايير الفينول فثالين بدمج الفينول والفثاليك أنهيدريد في وجود حامض الكبريتيك أو كلوريد الزنك ، لا تزال عملية التصنيع مستخدمة حتى اليوم.

في مختبر الكيمياء ، يستخدم الفينول فثالين في الغالب في القاعدة الحمضية المعايرة. يضاف بعناية محلول بتركيز معروف إلى محلول مجهول التركيز. يضاف مؤشر الفينول فثالين إلى التركيز غير المعروف. عندما يتحول المحلول من عديم اللون إلى اللون الوردي (أو العكس) ، فإن ملف المعايرة أو تم الوصول إلى نقطة التعادل ، ويمكن حساب التركيز غير المعروف.

في الماضي ، تم استخدام الفينول فثالين كملين. كان أحد مكونات Ex-Lax للتخفيف من الإمساك بدون وصفة طبية. ومع ذلك ، تم حظر استخدامه في الولايات المتحدة في عام 1999 بعد أن أظهرت الأبحاث أنه مادة مسرطنة محتملة (عامل مسبب للسرطان).