フェノールフタレイン指示薬により、化学者は物質が酸であるか塩基であるかを視覚的に識別できます。 フェノールフタレインの色の変化はイオン化の結果であり、これによりフェノールフタレイン分子の形状が変化します。
フェノールフタレインとは何ですか？
フェノールフタレイン（fee-nawl-thal-eenと発音）は、しばしばphphと略されます。 弱酸. この弱酸性の化合物は、白色から黄色の結晶性固体です。 アルコールに溶けやすく、水にやや溶けにくい。 フェノールフタレインは、化学式がCの大きな有機分子です。20H14O4.
イオン化とフェノールフタレイン指示薬
イオン化は、分子が電子を獲得または喪失したときに発生し、これにより分子に負または正の電荷が与えられます。 イオン化された分子は、反対の電荷を持つ他の分子を引き付け、同じ電荷を持つ分子をはじきます。
フェノールフタレインは弱酸であり、イオンはピンク色ですが、溶液中では無色です。 水素イオンの場合（H+、酸に見られるように）をピンク色の溶液に加えると、平衡が切り替わり、溶液は次のようになります。 無色. 水酸化物イオン（OH-、塩基に見られるように）フェノールフタレインをそのイオンに変え、溶液を変える ピンク.
フェノールフタレインの構造
フェノールフタレイン指示薬は、アルカリ（ピンク）または酸（無色）のどちらの溶液にあるかに基づいて、2つの異なる構造を持っています。 どちらの構造も、人間の目にはアクセスできない紫外線領域の光を吸収します。 ただし、ピンクのフォームは可視光スペクトルでも吸収します。
可視光吸収の理由は、フェノールフタレイン指示薬のピンク色の構造です。 イオン化により、分子内の電子は無色の形態よりも非局在化されます。 簡単に言うと、非局在化とは、分子内の電子が単一の原子に関連付けられておらず、代わりに複数の原子に広がっている場合です。
非局在化の増加は、分子軌道間のエネルギーギャップをシフトします。 電子がより高い軌道にジャンプするために必要なエネルギーは少なくなります。 エネルギーの吸収は、光スペクトルの553ナノメートルの緑色の領域にあります。
人間の目は、溶液のピンクの色相を認識します。 アルカリ性溶液が強いほど、フェノールフタレイン指示薬の変化が大きくなり、ピンクの色相が暗くなります。
フェノールフタレインのpH範囲
pHスケールは0から14まであり、pH7は中性です。 pH7未満の物質は酸性と見なされます。 pH7を超えると塩基性と見なされます。
フェノールフタレインは自然に無色ですが、アルカリ性溶液ではピンク色になります。 化合物は酸性pHレベルの範囲全体で無色のままですが、pHレベルが 8.2 そしてpH10以上で明るいマゼンタに続きます。
フェノールフタレインの発見、製造および使用
1871年、ドイツの化学者アドルフフォンバイヤーは、フェノールとフタル酸を融合させてフェノールフタレインを発見しました。 硫酸または塩化亜鉛の存在下での無水物、製造プロセスは今日でも使用されています。
化学実験室では、フェノールフタレインは主に酸塩基に使用されています 滴定. 既知の濃度の溶液を、未知の濃度の溶液に注意深く加えます。 フェノールフタレイン指示薬が未知の濃度に追加されます。 溶液が無色からピンクに変わるとき（またはその逆）、 滴定 または中和点に到達し、未知の濃度が計算される場合があります。
過去には、フェノールフタレインが下剤として使用されてきました。 それは、店頭での便秘の緩和のためのEx-Laxの構成要素でした。 しかし、発がん性物質（発がん性物質）の可能性があることが研究で示された後、1999年に米国での使用が禁止されました。