Fenolftaleinindikatoren tillater kjemikere å visuelt identifisere om et stoff er en syre eller en base. Fargeendringen i fenolftalein er et resultat av ionisering, og dette endrer formen på fenolftaleinmolekylene.
Hva er fenolftalein?
Fenolftalein (uttales fee-nawl-thal-een), ofte forkortet til phph, er en svak syre. Denne mildt sure forbindelsen er et hvitt til gult krystallinsk fast stoff. Den løses lett opp i alkoholer og er lett løselig i vann. Fenolftalein er et stort organisk molekyl med den kjemiske formelen C20H14O4.
Ionisering og fenolftaleinindikatoren
Ionisering skjer når et molekyl får eller mister elektroner, og dette gir molekylet en negativ eller positiv elektrisk ladning. Ioniserte molekyler tiltrekker seg andre molekyler med motsatt ladning og frastøter de med samme ladning.
Fenolftalein er en svak syre og er fargeløs i løsning, selv om dens ion er rosa. Hvis hydrogenioner (H+, som funnet i en syre) ble tilsatt til den rosa løsningen, ville likevekten skifte, og løsningen ville være
Struktur av fenolftalein
Fenolftaleinindikatoren har to forskjellige strukturer basert på om den er i en alkali (rosa) eller syre (fargeløs) løsning. Begge strukturene absorberer lys i det ultrafiolette området, en region som ikke er tilgjengelig for det menneskelige øye. Imidlertid absorberer den rosa formen også det synlige lysspekteret.
Årsaken til den synlige lysabsorpsjonen er strukturen til den rosa formen av fenolftaleinindikatoren. På grunn av ionisering er elektronene i molekylet mer delokalisert enn i fargeløs form. Kort fortalt er delokalisering når elektroner i et molekyl ikke er assosiert med et enkelt atom, og i stedet er spredt over mer enn ett atom.
En økning i delokalisering forskyver energigapet mellom molekylære orbitaler. Mindre energi er nødvendig for et elektron for å få hoppet til en høyere bane. Absorpsjonen av energi er i det grønne området, 553 nanometer, av lysspekteret.
Det menneskelige øye oppfatter en rosa fargetone i løsningen. Jo sterkere den alkaliske løsningen er, jo mer endres fenolftaleinindikatoren og jo mørkere blir den rosa fargen.
Fenolftalein pH-området
PH-skalaen går fra 0 til 14, med en pH på 7 som er nøytral. Et stoff under pH 7 regnes som surt; over pH 7 regnes som grunnleggende.
Fenolftalein er naturlig fargeløst, men blir rosa i alkaliske løsninger. Forbindelsen forblir fargeløs i hele det sure pH-nivået, men begynner å bli rosa ved et pH-nivå på 8.2 og fortsetter til en lys magenta ved pH 10 og over.
Funn, produksjon og bruk av fenolftalein
I 1871 oppdaget den tyske kjemikeren Adolf von Baeyer fenolftalein ved å smelte fenol og ftalisk anhydrid i nærvær av svovelsyre eller sinkklorid, fremstillingsprosessen som fremdeles brukes i dag.
I kjemilaboratoriet brukes fenolftalein mest i syre-base titreringer. En løsning med kjent konsentrasjon tilsettes forsiktig i en med ukjent konsentrasjon. Fenolftaleinindikatoren tilsettes i den ukjente konsentrasjonen. Når løsningen blir fra fargeløs til rosa (eller omvendt), blir titrering eller nøytraliseringspunkt er nådd, og den ukjente konsentrasjonen kan beregnes.
Tidligere har fenolftalein blitt brukt som avføringsmiddel. Det var en bestanddel av Ex-Lax for reseptfri lindring av forstoppelse. Det ble imidlertid forbudt å bruke i USA i 1999 etter at forskning viste det som et mulig kreftfremkallende middel (kreftfremkallende middel).