Pokazatelji kiseline i baze koriste se u kemiji za određivanje pH tvari. Mijenjaju se u različite boje, ovisno o tome jesu li dodani kiselini, bazi ili neutralnoj tvari. Većina pokazatelja su oni sami slabe kiseline i reagiraju na promjene u koncentraciji vodikovih iona.
Pokazatelji pH skale i kiseline i baze
Raspon pH funkcionira između 0 i 14, a 7 je neutralno. PH iznad 7 označava bazu, a onaj ispod 7 kiselinu. Ljestvica pH je logaritamska, a sa svakom pojedinačnom promjenom broja na skali dolazi do deseterostruke promjene kiselosti lužnatosti (bazičnosti).
Pokazatelji kiseline i baze osjetljivi su na promjenu pH, ili, točnije, na promjenu koncentracije vodikovi ioni, H+, u otopini.
Većina pokazatelja kiseline i baze su velike organske molekule koje sadrže izmjenične dvostruke i pojedinačne veze ugljik-ugljik. U osnovnim otopinama indikatori kiseline i baze postaju ioni gubljenjem vodikovih iona iz svog kemijskog sastava, obično iz OH skupine. To mijenja strukturu molekule, uzrokujući da indikatori apsorbiraju svjetlost na različitim valnim duljinama i mijenjaju boje.
Vrste pokazatelja
Mnoge vrste pokazatelja djeluju kroz pH ljestvicu. Važno je odabrati onaj koji spada u razmatrani raspon pH. U nastavku je dato nekoliko uobičajenih pokazatelja.
Lakmus papir
Jedan od uobičajenih pokazatelja kiseline i baze je lakmus papir stvoren obradom filtrirajućeg papira bojom dobivenom od lišajeva. Rješenje primijenjeno na lakmus papir ili će zadržati lakmus iste boje ili će ga promijeniti.
Crveni lakmus je slaba diprotna kiselina; može donirati dva atoma vodika. Ispod pH 4,5, crveni lakmus papir ostaje crven, ali u osnovi postaje plav. Iznad pH 8,3, plavi lakmus papir ostaje plav, ali u kiselini postaje crven.
Lakmusov indikator nije u stanju odrediti pH vrijednost, samo do razlikovati kiseline i baze. Neutralni lakmus papir je ljubičaste boje.
Pokazatelj fenolftaleina
Pokazatelj fenolftaleina slaba je kiselina koja ima dvije različite strukture ovisno o tome je li u lužnoj (ružičastoj) ili kiseloj (bezbojnoj) otopini. Alkalna otopina apsorbira svjetlost u spektru vidljive svjetlosti, a ljudsko oko opaža promjenu boje u ružičastu na razini pH 8,2, nastavljajući svijetlu magentu pri pH 10 i više.
Fenolftalein se obično koristi kao pokazatelj u pokusima titracije kiselinsko-bazne kiseline u kemijskom laboratoriju. Otopina poznate koncentracije pažljivo se dodaje u onu nepoznate koncentracije i pokazatelj fenolftalein. Kad se otopina iz bezbojne pretvori u ružičastu (ili obrnuto), titracija ili je postignuta točka neutralizacije i može se izračunati nepoznata koncentracija.
Bromotimol plavi indikator
Bromotimol plavo, slaba kiselina, najčešće se koristi kao pokazatelj za otopine koje su relativno neutralne - slabe kiseline i baze. Raspon pH mu je između 6 i 7,6. Otopina se čini žutom do pH 6, u neutralnoj otopini je zelena, a u osnovnim otopinama postaje plava iznad pH 7,6.
U laboratoriju se bromotimol plava boja često koristi kao a biološka klizajuća mrlja, za ispitivanje fotosinteze i može se koristiti za ispitivanje pH bazena.
Indikator metil crvene boje
Kao pokazatelj kiseline i baze, metil crvena postaje crvena u kiselim otopinama pri pH 4,4 i nižoj, a postaje žuta kad se postigne pH 6,2. Između ovih krajnjih točaka boje, u rasponu pH od 4,4 do 6,2, boja je narančasta.
Metil crvena može se koristiti kao pokazatelj kiseline i baze u laboratoriju i kao azo-boja, najveća skupina sintetičkih proizvoda boje, obično se koristi za tretiranje tekstila.
Univerzalni pokazatelj
Univerzalni pokazatelj je otopina koja sadrži mješavinu pokazatelja, često fenolftaleina, metil crvene i bromotimol plave boje. Identifikacija približnog pH dobiva se dodavanjem nekoliko kapi univerzalnog indikatora u otopinu.
Crvena označava jaku kiselinu, u rasponu od pH 1 do 4, dok slaba kiselina ima narančastu nijansu. U neutralnoj otopini boja postaje žuto-zelena. Ljubičasta označava jaku bazu, iznad pH 11, dok slabe baze pokazuju plavkastu boju.