Kyselinové a zásadité indikátory se používají v chemii k určení pH látky. Mění se v různých barvách podle toho, zda jsou přidány ke kyselině, zásadě nebo neutrální látce. Většina indikátorů je sama sebou slabé kyseliny a reagovat na změny v koncentraci vodíkových iontů.
Ukazatele pH a ukazatele kyselin a zásad
Rozsah pH funguje od 0 do 14, přičemž 7 je neutrální. Hodnota pH nad 7 označuje zásadu a hodnota pod 7 označuje kyselinu. Stupnice pH je logaritmická a při každé jednotlivé změně čísla na stupnici dochází k desetinásobné změně kyselosti zásaditosti (zásaditosti).
Kyselinové a zásadité indikátory jsou citlivé na změnu pH, konkrétněji na změnu koncentrace vodíkové ionty, H+, v řešení.
Většina indikátorů kyselin a zásad jsou velké organické molekuly, které obsahují střídavé dvojné a jednoduché vazby uhlík-uhlík. V zásaditých roztocích se kyselé a zásadité indikátory stávají ionty ztrátou vodíkových iontů z jejich chemického složení, obvykle ze skupiny OH. To mění strukturu molekuly, což způsobuje, že indikátory absorbují světlo při různých vlnových délkách a mění barvy.
Druhy indikátorů
Mnoho typů indikátorů funguje v celé stupnici pH. Je důležité vybrat ten, který spadá do uvažovaného rozsahu pH. Níže je uvedeno několik společných ukazatelů.
Lakmusový papír
Jedním běžným indikátorem kyseliny a zásady je lakmusový papír vytvořený zpracováním filtračního papíru barvivem získaným z lišejníků. Řešení aplikované na lakmusový papír buď ponechá lakmus stejné barvy, nebo ji změní.
Červený lakmus je slabá kyselina diprotová; může darovat dva atomy vodíku. Pod pH 4,5 zůstává červený lakmusový papír červený, ale v základně zmodrá. Nad pH 8,3 zůstává modrý lakmusový papír modrý, ale v kyselině zčervená.
Lakmusový indikátor není schopen určit hodnotu pH, pouze hodnotu rozlišovat mezi kyselinami a zásadami. Neutrální lakmusový papír je fialový.
Indikátor fenolftaleinu
Indikátor fenolftaleinu je slabá kyselina, která má dvě různé struktury podle toho, zda je v alkalickém (růžovém) nebo kyselém (bezbarvém) roztoku. Alkalický roztok absorbuje světlo ve spektru viditelného světla a lidské oko vnímá změnu barvy na růžovou při hodnotě pH 8,2 a pokračuje v jasně purpurové při pH 10 a vyšším.
Fenolftalein se běžně používá jako indikátor při experimentech s acidobazickou titrací v chemické laboratoři. Roztok známé koncentrace se opatrně přidá do roztoku neznámé koncentrace a fenolftaleinového indikátoru. Když se roztok změní z bezbarvého na růžový (nebo naopak), hodnota titrace nebo bylo dosaženo neutralizačního bodu a lze vypočítat neznámou koncentraci.
Bromotymolový modrý indikátor
Bromthymolová modrá, slabá kyselina, se nejčastěji používá jako indikátor pro roztoky, které jsou relativně neutrální - slabé kyseliny a zásady. Jeho rozmezí pH je mezi 6 a 7,6. Roztok se jeví až do pH 6 žlutý, v neutrálním roztoku zelený a v bazických roztocích nad pH 7,6 zmodrá.
V laboratoři se bromthymolová modř často používá jako a skvrna biologického sklíčka, pro testování fotosyntézy a lze ji použít k testování pH bazénů.
Indikátor methylové červeně
Jako indikátor kyseliny a zásady se methylová červeň zčervená v kyselých roztocích při pH 4,4 a nižším a zbarví žlutě při dosažení pH 6,2. Mezi těmito barevnými koncovými body je v rozmezí pH 4,4 až 6,2 barva oranžová.
Methylová červeň může být použita jako kyselý a zásaditý indikátor v laboratoři a jako azobarvivo, největší skupina syntetických látek barviva, běžně používané k ošetřování textilií.
Univerzální indikátor
Univerzální indikátor je roztok, který obsahuje směs indikátorů, často fenolftaleinu, methylové červeně a bromthymolové modři. Identifikace přibližného pH se získá přidáním několika kapek univerzálního indikátoru do roztoku.
Červená označuje silnou kyselinu v rozmezí pH 1 až 4, zatímco slabá kyselina má oranžový odstín. V neutrálním roztoku se barva změní na žlutozelenou. Fialová označuje silnou bázi nad pH 11, zatímco slabé báze mají modravý odstín.
