Pokazatelj fenolftaleina omogućuje kemičarima da vizualno prepoznaju je li tvar kiselina ili baza. Promjena boje u fenolftaleinu rezultat je ionizacije, a to mijenja oblik molekula fenolftaleina.
Što je fenolftalein?
Fenolftalein (izgovara se honorar-nawl-thal-een), često skraćenica u phph, slaba kiselina. Ovaj blago kiseli spoj je bijela do žuta kristalna krutina. Lako se otapa u alkoholima i slabo je topiv u vodi. Fenolftalein je velika organska molekula kemijske formule C20H14O4.
Ionizacija i pokazatelj fenolftaleina
Ionizacija se događa kada molekula dobije ili izgubi elektrone, što molekuli daje negativni ili pozitivni električni naboj. Ionizirane molekule privlače druge molekule suprotnim nabojem i odbijaju one s istim nabojem.
Fenolftalein je slaba kiselina i bezbojan je u otopini iako mu je ion ružičasti. Ako ioni vodika (H+, kako se nalazi u kiselini) dodaju se u ružičastu otopinu, ravnoteža će se promijeniti i otopina će biti bezbojna. Dodavanjem hidroksidnih iona (OH-, kako se nalazi u bazama) promijenit će fenolftalein u svoj ion i pretvoriti otopinu ružičasta.
Građa fenolftaleina
Pokazatelj fenolftaleina ima dvije različite strukture ovisno o tome je li u lužnoj (ružičastoj) ili kiseloj (bezbojnoj) otopini. Obje strukture apsorbiraju svjetlost u ultraljubičastoj regiji, regiji koja nije dostupna ljudskom oku. Međutim, ružičasti oblik također apsorbira u spektru vidljive svjetlosti.
Razlog apsorpcije vidljive svjetlosti je struktura ružičastog oblika indikatora fenolftaleina. Zbog ionizacije su elektroni u molekuli više delokalizirani nego u bezbojnom obliku. Ukratko, delokalizacija je kada se elektroni u molekuli ne povezuju s jednim atomom, već se rašire na više od jednog atoma.
Povećanje delokalizacije pomiče energetski jaz između molekularnih orbitala. Za elektron je potrebno manje energije da skoči u višu orbitalu. Apsorpcija energije je u zelenom području, 553 nanometara, spektra svjetlosti.
Ljudsko oko opaža ružičastu nijansu u otopini. Što je alkalna otopina jača, to će se indikator fenolftaleina više mijenjati i ružičasta će biti tamnija.
Raspon pH fenolftaleina
Ljestvica pH kreće se od 0 do 14, a pH od 7 je neutralan. Tvar ispod pH 7 smatra se kiselom; iznad pH 7 smatra se osnovnim.
Fenolftalein je prirodno bezbojan, ali u alkalnim otopinama postaje ružičast. Spoj ostaje bezbojan u rasponu kiselih razina pH, ali počinje ružičasto na pH razini 8.2 i nastavlja do svijetle magenta pri pH 10 i više.
Otkriće, proizvodnja i uporaba fenolftaleina
1871. njemački kemičar Adolf von Baeyer otkrio je fenolftalein stapanjem fenola i ftalnog anhidrid u prisutnosti sumporne kiseline ili cinkovog klorida, postupak proizvodnje koristi se i danas.
U kemijskom laboratoriju fenolftalein se uglavnom koristi u kiselinsko-baznoj kiselini titracije. Otopina poznate koncentracije pažljivo se dodaje u onu nepoznate koncentracije. Pokazatelj fenolftaleina dodaje se u nepoznatu koncentraciju. Kada se otopina iz bezbojne pretvori u ružičastu (ili obrnuto), titracija ili je postignuta točka neutralizacije i može se izračunati nepoznata koncentracija.
U prošlosti se fenolftalein koristio kao laksativ. Bio je sastavni dio Ex-Laxa za ublažavanje zatvora bez recepta. Međutim, zabranjena mu je uporaba u Sjedinjenim Državama 1999. godine nakon što su je istraživanja pokazala kao mogući kancerogen (sredstvo koje uzrokuje rak).