A kémia sav- és bázisindikátorait használják az anyag pH-jának meghatározására. Különböző színűek, attól függően, hogy savhoz, bázishoz vagy semleges anyaghoz adják-e őket. A legtöbb mutató önmaguk gyenge savak és reagáljon a hidrogénion-koncentráció változásaira.
pH-skála, sav- és bázismutatók
A pH-tartomány 0 és 14 között működik, 7 értéke semleges. A 7 feletti pH bázist, a 7 alatti savat jelent. A pH-skála logaritmikus, és a skála minden egyes számváltozásával a lúgosság savasságának (bázikussága) tízszeres változása következik be.
A savas és bázis indikátorok érzékenyek a pH változására, pontosabban a pH koncentrációjának változására hidrogénionok, H+, megoldásban.
A legtöbb sav- és bázismutató nagy szerves molekula, amelyek váltakozó kettős és egyszeres szén-szén kötéseket tartalmaznak. Bázikus oldatokban a sav- és bázismutatók ionokká válnak, ha kémiai összetételükből hidrogén-ionokat veszítenek, általában OH-csoportból. Ez megváltoztatja a molekula szerkezetét, aminek következtében a mutatók különböző hullámhosszakon elnyelik a fényt és megváltoztatják a színeket.
A mutatók típusai
Számos indikátortípus működik a pH-skálán. Fontos, hogy olyat válasszon, amely a vizsgált pH-tartományba esik. Az alábbiakban számos közös mutatót adunk meg.
Lakmusz papír
Az egyik közönséges sav- és bázismutató a lakmuszpapír, amelyet úgy hoztak létre, hogy a szűrőpapírt zuzmókból nyert festékkel kezelték. A lakmuszpapírra alkalmazott megoldás vagy megőrzi a lakmusz színét, vagy megváltoztatja azt.
A vörös lakmus gyenge diprotinsav; két hidrogénatomot adományozhat. PH 4,5 alatt a vörös lakmuszpapír vörös marad, de az alapja kékre változik. PH 8,3 felett a kék lakmuszpapír kék marad, de egy savban pirosra változik.
A lakmusz indikátor nem képes meghatározni a pH-értéket, csak az különbséget tenni savak és bázisok között. A semleges lakmuszpapír lila.
Fenolftalein indikátor
A fenolftalein indikátor egy gyenge sav, amelynek két különböző szerkezete van attól függően, hogy lúgos (rózsaszín) vagy savas (színtelen) oldatban van-e. Az alkáli oldat elnyeli a fényt a látható fényspektrumban, és az emberi szem a színváltozást rózsaszínűnek érzékeli 8,2-es pH-szinten, és folytatja a fényes bíborvörös színt a pH 10-nél és magasabbnál.
A fenolftaleint általában indikátorként alkalmazzák a kémiai laboratóriumban végzett sav-bázis titrálási kísérletekben. Ismert koncentrációjú oldatot óvatosan adunk az ismeretlen koncentrációjú oldathoz és a fenolftalein indikátorhoz. Amikor az oldat színtelenről rózsaszínre vált (vagy fordítva), a titrálás vagy semlegesítési pontot értek el, és kiszámolható az ismeretlen koncentráció.
Brómtimol kék indikátor
A viszonylag semleges - gyenge savak és bázisok - oldatok indikátoraként leggyakrabban a brómtimol-kéket, egy gyenge savat használják. PH-tartománya 6 és 7,6 között van. Az oldat pH 6-ig sárga színűnek tűnik, semleges oldatban zöld, és a pH 7,6 feletti lúgos oldatokban kék színűvé válik.
A laboratóriumban a brómtimolkéket gyakran használják a biológiai tárgylemezfolt, fotoszintézis tesztelésére, és használható az uszodák pH-jának tesztelésére.
Metilvörös indikátor
Sav- és bázisindikátorként a metilpiros savas oldatokban 4,4-es vagy annál alacsonyabb pH-értéken pirosra vált, és a pH 6,2 elérésekor sárgára változik. Ezen színvégpontok között, a 4,4–6,2 közötti pH-tartományban a szín narancssárga.
A metilvörös sav és bázis indikátorként használható a laboratóriumban, valamint azo festékként, amely a szintetikus anyagok legnagyobb csoportja színezékek, általában textilek kezelésére használják.
Univerzális indikátor
Az univerzális indikátor olyan megoldás, amely indikátorok keverékét tartalmazza, gyakran fenolftaleint, metilvöröset és brómtimolkéket. A hozzávetőleges pH-érték azonosításához több csepp univerzális indikátort adunk egy oldathoz.
A piros erős savat jelez, a pH 1–4 tartományban, míg a gyenge sav narancssárga árnyalattal rendelkezik. Semleges oldatban a szín sárga-zöldre változik. A bíbor erős bázist jelez, pH 11 felett, míg a gyenge bázisok kékes árnyalatot mutatnak.