Индикаторите за киселина и основа се използват в химията за определяне на рН на веществото. Те се променят до различни цветове в зависимост от това дали са добавени към киселина, основа или неутрално вещество. Повечето показатели са самите те слаби киселини и реагират на промени в концентрацията на водородни йони.
Показатели на pH и киселинни и основни показатели
Диапазонът на рН функционира между 0 и 14, като 7 са неутрални. PH над 7 показва база, а тези под 7 означават киселина. Скалата на рН е логаритмична и с всяка промяна на броя на скалата има десеткратна промяна в киселинността на алкалността (основност).
Киселинните и основни показатели са чувствителни към промяната на рН или, по-точно, към промяната в концентрацията на водородни йони, H+, в разтвор.
Повечето киселинни и основни показатели са големи органични молекули, които съдържат редуващи се двойни и единични връзки между въглерод и въглерод. В основните разтвори киселинните и базовите индикатори се превръщат в йони, като губят водородни йони от техния химичен състав, обикновено от група OH. Това променя структурата на молекулата, като кара индикаторите да абсорбират светлината на различни дължини на вълната и да променят цветовете.
Видове индикатори
Много видове индикатори работят в цялата скала на pH. Важно е да изберете такъв, който попада в разглеждания диапазон на рН. Няколко общи показатели са дадени по-долу.
Лакмусова хартия
Един често срещан индикатор за киселина и основа е лакмусова хартия, създадена чрез обработка на филтърна хартия с багрило, получено от лишеи. Решение, приложено върху лакмусова хартия, или ще запази лакмуса със същия цвят, или ще го промени.
Червеният лакмус е слаба дипротонова киселина; той може да отдаде два водородни атома. Под рН 4,5 червена лакмусова хартия остава червена, но става синя в основата. Над pH 8,3, синята лакмусова хартия остава синя, но става червена в киселина.
Лакмусният индикатор не е в състояние да определи стойност на рН, само до разграничават киселини и основи. Неутралната лакмусова хартия е лилава.
Индикатор за фенолфталеин
Индикаторът за фенолфталеин е слаба киселина, която има две различни структури в зависимост от това дали е в алкален (розов) или киселинен (безцветен) разтвор. Алкалният разтвор абсорбира светлината във видимия светлинен спектър и човешкото око възприема промяна на цвета до розово при ниво на рН 8,2, продължавайки до ярко пурпурно при рН 10 и по-високо.
Фенолфталеинът често се използва като индикатор в експерименти с титруване на киселинно-алкално титруване в химическата лаборатория. Разтвор с известна концентрация се добавя внимателно към разтвор с неизвестна концентрация и фенолфталеиновият индикатор. Когато разтворът се превърне от безцветен в розов (или обратно), титруване или е достигната точка на неутрализация и може да се изчисли неизвестната концентрация.
Бромотимолов син индикатор
Бромотимоловото синьо, слаба киселина, най-често се използва като индикатор за разтвори, които са относително неутрални - слаби киселини и основи. Диапазонът на рН е между 6 и 7,6. Разтворът изглежда жълт до рН 6, в неутрален разтвор е зелен и става син в основни разтвори над рН 7,6.
В лабораторията бромотимоловото синьо често се използва като биологично петно, за тестване на фотосинтеза и може да се използва за тестване на рН на басейните.
Индикатор за метилово червено
Като киселинен и основен индикатор, метиловото червено се превръща в червено в киселинни разтвори при pH 4,4 и по-ниско и пожълтява, когато се достигне pH 6,2. Между тези крайни точки на цвета, в диапазона на рН 4,4 до 6,2, цветът е оранжев.
Метиловото червено може да се използва като киселинен и основен индикатор в лабораторията и като азо багрило, най-голямата група синтетични багрила, често се използва за обработка на текстил.
Универсален индикатор
Универсалният индикатор е решение, което съдържа смес от индикатори, често фенолфталеин, метилово червено и бромотимолово синьо. Идентифицирането на приблизително рН се получава чрез добавяне на няколко капки универсален индикатор към разтвор.
Червеното показва силна киселина в диапазона от рН от 1 до 4, докато слабата киселина има оранжев оттенък. В неутрално решение цветът става жълто-зелен. Лилавото показва силна основа, над pH 11, докато слабите основи показват синкав оттенък.