Syre- og basisindikatorer bruges i kemi til at bestemme et stofs pH. De skifter til forskellige farver afhængigt af om de tilsættes til en syre, en base eller et neutralt stof. De fleste indikatorer er sig selv svage syrer og reagere på ændringer i hydrogenionkoncentrationen.
pH-skala og syre- og baseindikatorer
PH-området fungerer mellem 0 og 14, hvor 7 er neutral. En pH over 7 angiver en base, og de under 7 angiver en syre. PH-skalaen er logaritmisk, og med hvert individuelle talændring på skalaen er der en ti gange ændring i surhedsgraden af alkalinitet (basicitet).
Syre- og basisindikatorer er følsomme over for ændring af pH eller mere specifikt for ændring i koncentrationen af hydrogenioner, H+, i opløsning.
De fleste syre- og baseindikatorer er store organiske molekyler, der indeholder skiftevis dobbelt og enkelt kulstof til kulstofbindinger. I basiske opløsninger bliver syre- og baseindikatorerne ioner ved at miste hydrogenioner fra deres kemiske sammensætning, normalt fra en OH-gruppe. Dette ændrer molekylets struktur, hvilket får indikatorer til at absorbere lys i forskellige bølgelængder og ændre farver.
Typer af indikatorer
Mange typer indikatorer fungerer i hele pH-skalaen. Det er vigtigt at vælge en, der falder inden for det pH-område, der overvejes. Flere fælles indikatorer er angivet nedenfor.
Litmuspapir
En almindelig syre- og baseindikator er lakmuspapir skabt ved behandling af filterpapir med et farvestof opnået fra lav. En løsning anvendt på lakmuspapir holder enten lakmus i samme farve eller ændrer den.
Rød lakmus er en svag diprotinsyre; det kan donere to brintatomer. Under pH 4,5 forbliver et rødt lakmuspapir rødt, men bliver blåt i en base. Over pH 8,3 forbliver et blåt lakmuspapir blåt, men bliver rødt i en syre.
Lakmusindikatoren er ikke i stand til at bestemme en pH-værdi, kun til skelne mellem syrer og baser. Neutral lakmuspapir er lilla.
Phenolphthalein-indikator
Phenolphthalein-indikatoren er en svag syre, der har to forskellige strukturer baseret på, om den er i en alkali (lyserød) eller syre (farveløs) opløsning. Alkaliopløsningen absorberer lys i det synlige lysspektrum, og det menneskelige øje opfatter en farveændring til lyserød ved pH-niveau på 8,2, fortsætter med at lyse magenta ved pH 10 og derover.
Phenolphthalein bruges almindeligvis som en indikator i syre-base titrering eksperimenter i det kemiske laboratorium. En opløsning med kendt koncentration tilsættes omhyggeligt i en med ukendt koncentration og phenolphthalein-indikatoren. Når opløsningen bliver fra farveløs til lyserød (eller omvendt), titrering eller neutraliseringspunkt er nået, og den ukendte koncentration kan beregnes.
Bromothymol blå indikator
Bromothymolblå, en svag syre, bruges mest som en indikator for opløsninger, der er relativt neutrale - svage syrer og baser. Dets pH-område er mellem 6 og 7,6. Opløsningen fremstår som gul op til pH 6, i en neutral opløsning er den grøn, og den bliver blå i basiske opløsninger over pH 7,6.
I laboratoriet bruges bromothymolblåt ofte som en biologisk diasplettil test af fotosyntese og kan bruges til at teste pH i svømmehaller.
Metylrød indikator
Som syre- og baseindikator bliver methylrød rød i sure opløsninger ved pH 4,4 og derunder og bliver gul, når pH 6,2 nås. Mellem disse farveendepunkter, i pH-området 4,4 til 6,2, er farven orange.
Methylrød kan bruges som en syre- og baseindikator i laboratoriet og som et azofarvestof, den største gruppe af syntetiske stoffer farvestoffer, ofte brugt til behandling af tekstiler.
Universal indikator
En universel indikator er en løsning, der indeholder en blanding af indikatorer, ofte phenolphthalein, methylrødt og bromothymolblåt. Identifikation af en omtrentlig pH opnås ved at tilsætte flere dråber af en universel indikator til en opløsning.
Rød angiver en stærk syre i området pH 1 til 4, mens en svag syre har en orange nuance. I en neutral opløsning bliver farven gulgrøn. Lilla indikerer en stærk base over pH 11, mens svage baser udviser en blålig farvetone.