Syre- og baseindikatorer brukes i kjemi for å bestemme et stoffs pH. De skifter til forskjellige farger, avhengig av om de blir tilsatt en syre, en base eller et nøytralt stoff. De fleste indikatorer er seg selv svake syrer og svare på endringer i hydrogenionkonsentrasjonen.
pH-skala og syre- og baseindikatorer
PH-området fungerer mellom 0 og 14 med 7 som nøytrale. En pH over 7 indikerer en base, og de under 7 indikerer en syre. PH-skalaen er logaritmisk, og med hver enkelt tallendring på skalaen er det en ti-gangs endring i surhet av alkalinitet (basicitet).
Syre- og baseindikatorer er følsomme for endring av pH, eller mer spesifikt for endring i konsentrasjonen av hydrogenioner, H+, i løsning.
De fleste syre- og baseindikatorer er store organiske molekyler som inneholder alternerende doble og enkle karbon til karbonbindinger. I basiske løsninger blir syre- og baseindikatorene ioner ved å miste hydrogenioner fra deres kjemiske sammensetning, vanligvis fra en OH-gruppe. Dette endrer strukturen til molekylet, og får indikatorer til å absorbere lys i forskjellige bølgelengder og endre farger.
Typer indikatorer
Mange typer indikatorer fungerer gjennom pH-skalaen. Det er viktig å velge en som faller innenfor det aktuelle pH-området. Flere vanlige indikatorer er gitt nedenfor.
Litmuspapir
En vanlig syre- og baseindikator er lakmuspapir laget ved å behandle filterpapir med et fargestoff hentet fra lav. En løsning som brukes på lakmuspapir vil enten holde lakmus i samme farge eller endre den.
Rød lakmus er en svak diprotinsyre; den kan donere to hydrogenatomer. Under pH 4,5 forblir et rødt lakmuspapir rødt, men blir blått i en base. Over pH 8,3 forblir en blå lakmuspapir blå, men blir rød i en syre.
Lakmusindikatoren er ikke i stand til å bestemme en pH-verdi, bare til skille mellom syrer og baser. Nøytralt lakmuspapir er lilla.
Fenolftaleinindikator
Fenolftaleinindikatoren er en svak syre som har to forskjellige strukturer basert på om den er i en alkali (rosa) eller syre (fargeløs) løsning. Alkaliløsningen absorberer lys i det synlige lysspekteret, og det menneskelige øye oppfatter en fargeendring til rosa ved pH-nivå på 8,2, og fortsetter til lys magenta ved pH 10 og over.
Fenolftalein brukes ofte som en indikator i syre-base titrering eksperimenter i det kjemiske laboratoriet. En løsning med kjent konsentrasjon tilsettes forsiktig i en med ukjent konsentrasjon og fenolftaleinindikatoren. Når løsningen blir fra fargeløs til rosa (eller omvendt), blir titrering eller nøytraliseringspunkt er nådd, og den ukjente konsentrasjonen kan beregnes.
Bromothymol Blue Indicator
Bromotymolblått, en svak syre, brukes oftest som en indikator for løsninger som er relativt nøytrale - svake syrer og baser. PH-området er mellom 6 og 7,6. Løsningen virker gul opp til pH 6, i en nøytral løsning er den grønn, og den blir blå i basiske oppløsninger over pH 7,6.
I laboratoriet brukes bromotymolblått ofte som en biologisk lysbildeflekk, for testing av fotosyntese og kan brukes til å teste pH i svømmebassenger.
Metylrød indikator
Som syre- og baseindikator blir metylrød rød i sure oppløsninger ved pH 4,4 og under og blir gul når pH 6,2 er nådd. Mellom disse fargepunktene, i pH-området 4,4 til 6,2, er fargen oransje.
Metylrød kan brukes som en syre- og baseindikator i laboratoriet og som et azofargestoff, den største gruppen av syntetiske stoffer fargestoffer, ofte brukt til behandling av tekstiler.
Universell indikator
En universell indikator er en løsning som inneholder en blanding av indikatorer, ofte fenolftalein, metylrød og bromtymolblå. Identifikasjon av en omtrentlig pH oppnås ved å tilsette flere dråper av en universell indikator til en løsning.
Rødt indikerer en sterk syre, i området pH 1 til 4, mens en svak syre har en oransje fargetone. I en nøytral løsning blir fargen gulgrønn. Lilla indikerer en sterk base, over pH 11, mens svake baser har en blålig fargetone.