A fenolftalein indikátor lehetővé teszi a vegyészek számára, hogy vizuálisan azonosítsák, hogy egy anyag sav vagy bázis. A fenolftalein színváltozása az ionizáció eredménye, és ez megváltoztatja a fenolftalein molekulák alakját.
Mi a fenolftalein?
A fenolftalein (ejtsd: fee-nawl-thal-een), amelyet gyakran phph-nak rövidítenek, gyenge sav. Ez az enyhén savas vegyület fehér vagy sárga kristályos szilárd anyag. Könnyen oldódik alkoholokban és vízben kissé oldódik. A fenolftalein egy nagy szerves molekula, amelynek kémiai képlete C20H14O4.
Az ionizáció és a fenolftalein mutató
Az ionizáció akkor következik be, amikor egy molekula elektronokat nyer vagy veszít, és ez negatív vagy pozitív elektromos töltést ad a molekulának. Az ionizált molekulák más molekulákat vonzanak ellentétes töltéssel, és taszítják az azonos töltésűeket.
A fenolftalein gyenge sav és oldatban színtelen, bár ionja rózsaszínű. Ha hidrogénionok (H+, amint azt egy savban megtaláljuk) hozzáadtuk a rózsaszínű oldathoz, az egyensúly megváltozik, és az oldat
színtelen. Hidroxidionok (OH-, amint az a bázisokban megtalálható) a fenolftaleint ionjává változtatja és az oldatot megfordítja rózsaszín.A fenolftalein szerkezete
A fenolftalein indikátornak két különböző szerkezete van attól függően, hogy lúgos (rózsaszín) vagy savas (színtelen) oldatban van-e. Mindkét szerkezet elnyeli a fényt az ultraibolya régióban, amely az emberi szem számára nem elérhető. A rózsaszínű forma azonban elnyeli a látható fény spektrumát is.
A látható fényelnyelés oka a fenolftalein indikátor rózsaszínű alakjának szerkezete. Az ionizáció miatt a molekulában az elektronok jobban delokalizálódnak, mint a színtelen formában. Röviden: a delokalizáció az, amikor a molekulában lévő elektronok nem kapcsolódnak egyetlen atomhoz, hanem egynél több atomra vannak elosztva.
A delokalizáció növekedése elmozdítja a molekulapályák közötti energiahézagot. Kevesebb energia szükséges ahhoz, hogy az elektron egy magasabb pályára ugorjon. Az energia abszorpciója a zöld tartományban, a fényspektrum 553 nanométerében van.
Az emberi szem rózsaszín árnyalatot érzékel az oldatban. Minél erősebb a lúgos oldat, annál inkább megváltozik a fenolftalein indikátor, és annál sötétebb lesz a rózsaszín árnyalat.
A fenolftalein pH-tartománya
A pH-skála 0-tól 14-ig terjed, a 7-es pH semleges. A pH 7 alatti anyag savasnak tekinthető; pH 7 felett bázikusnak tekinthető.
A fenolftalein természetesen színtelen, de lúgos oldatokban rózsaszínűvé válik. A vegyület a savas pH-szintek teljes tartományában színtelen marad, de pH-értéknél rózsaszínűvé válik 8.2 és fényes bíborvörös színűig folytatódik pH = 10 felett.
A fenolftalein felfedezése, gyártása és felhasználása
1871-ben Adolf von Baeyer német kémikus felfedezte a fenolftaleint a fenol és a ftal anhidrid kénsav vagy cink-klorid jelenlétében, a gyártási eljárás ma is használatos.
A kémiai laboratóriumban a fenolftaleint leginkább sav-bázisban használják titrálások. Ismert koncentrációjú oldatot óvatosan adunk ismeretlen koncentrációjú oldathoz. A fenolftalein indikátort hozzáadják az ismeretlen koncentrációhoz. Amikor az oldat színtelenről rózsaszínre vált (vagy fordítva), a titrálás vagy semlegesítési pontot értek el, és kiszámolható az ismeretlen koncentráció.
Korábban a fenolftaleint használták hashajtóként. Az Ex-Lax egyik alkotóeleme volt a székrekedés vény nélkül történő enyhítésére. 1999-ben azonban az Egyesült Államokban betiltották a felhasználását, miután a kutatások lehetséges karcinogénként (rákot okozó szerként) kimutatták.