Happe ja aluse indikaatoreid kasutatakse keemias aine pH määramiseks. Need muutuvad erinevat värvi sõltuvalt sellest, kas neid lisatakse happele, alusele või neutraalsele ainele. Enamik näitajaid on nad ise nõrgad happed ja reageerida vesinikioonide kontsentratsiooni muutustele.
pH skaala ning happe ja aluse näitajad
PH vahemik töötab vahemikus 0 kuni 14, kusjuures 7 on neutraalne. PH üle 7 näitab alust ja alla 7 tähistab hapet. PH-skaala on logaritmiline ja iga üksiku arvu muutusega skaalal toimub leeliselisuse (aluselisuse) happesuse kümnekordne muutus.
Happe ja aluse indikaatorid on tundlikud pH muutusele või täpsemalt pH kontsentratsiooni muutusele vesinikuioonid, H+, lahuses.
Enamik happe- ja alusnäitajaid on suured orgaanilised molekulid, mis sisaldavad vaheldumisi topelt- ja üksikuid süsinik-süsinik sidemeid. Aluselistes lahustes muutuvad happe ja aluse indikaatorid ioonideks, kaotades keemiliselt koostiselt vesinikioone, tavaliselt OH rühmast. See muudab molekuli struktuuri, mille tõttu indikaatorid neelavad valgust erineval lainepikkusel ja muudavad värve.
Näitajate tüübid
Mitut tüüpi indikaatorid töötavad kogu pH-skaala ulatuses. Oluline on valida selline, mis jääb vaadeldava pH vahemikku. Allpool on toodud mitu ühist näitajat.
Lakmuspaber
Üks tavaline happe- ja alusnäitaja on lakmuspaber, mis on loodud filtripaberi töötlemisel samblikest saadud värvainega. Lakmuspaberile kantud lahendus hoiab lakmust sama värvi või muudab seda.
Punane lakmus on nõrk diprootiline hape; see võib annetada kaks vesiniku aatomit. Alla pH 4,5 jääb punane lakmuspaber punaseks, kuid põhjas muutub siniseks. Kui pH on üle 8,3, jääb sinine lakmuspaber siniseks, kuid muutub happes punaseks.
Lakmusindikaator ei suuda määrata pH väärtust, vaid ainult teha vahet hapetel ja alustel. Neutraalne lakmuspaber on lillakas.
Fenolftaleiini näitaja
Fenolftaleiini indikaator on nõrk hape, millel on kaks erinevat struktuuri sõltuvalt sellest, kas see on leeliselises (roosas) või happelises (värvuseta) lahuses. Leeliselahus neelab valgust nähtava valguse spektris ja inimsilm tajub värvimuutust roosaks pH tasemel 8,2, jätkates helepunase värvuse muutumist pH 10 ja kõrgemal.
Fenolftaleiini kasutatakse tavaliselt indikaatorina keemiliste laborite happe-aluse tiitrimise katsetes. Teadaoleva kontsentratsiooniga lahus lisatakse ettevaatlikult kontsentratsioonini ja fenolftaleiini indikaatoriks. Kui lahus muutub värvusetust roosaks (või vastupidi), tiitrimine või neutraliseerimispunkt on saavutatud ja võib arvutada tundmatu kontsentratsiooni.
Bromotümooli sinine indikaator
Bromotümoolsinist, nõrka hapet, kasutatakse enamasti suhteliselt neutraalsete lahuste - nõrkade hapete ja aluste - indikaatorina. Selle pH vahemik on 6–7,6. Lahus on kollane kuni pH väärtuseni 6, neutraalses lahuses on see roheline ja leeliselises lahuses üle pH 7,6 muutub see siniseks.
Laboris kasutatakse bromotümoolsinist sageli a bioloogiline slaidiplekk, fotosünteesi testimiseks ja seda saab kasutada basseinide pH testimiseks.
Metüülpunane indikaator
Happe ja aluse indikaatorina muutub metüülpunane happelistes lahustes pH 4,4 ja alla selle punaseks ning pH 6,2 saavutamisel kollaseks. Nende värvi lõpp-punktide vahel, pH vahemikus 4,4 kuni 6,2, on värv oranž.
Metüülpunast võib laboris kasutada happe ja aluse indikaatorina ning asovärvina, mis on sünteetiliste ainete suurim rühm värvaineid, kasutatakse tavaliselt tekstiili töötlemiseks.
Universaalne näitaja
Universaalne indikaator on lahendus, mis sisaldab indikaatorite segu, sageli fenolftaleiini, metüülpunast ja bromotümoolsinist. Ligikaudse pH tuvastamiseks lisatakse lahusele mitu tilka universaalset indikaatorit.
Punane tähistab tugevat hapet vahemikus pH 1 kuni 4, nõrk happel on oranž toon. Neutraalses lahuses muutub värv kollakasroheliseks. Lilla tähistab tugevat alust, mille pH on üle 11, nõrkadel aga sinakat tooni.