Indikátor fenolftaleínu umožňuje chemikom vizuálne zistiť, či je látkou kyselina alebo zásada. Zmena farby fenolftaleínu je výsledkom ionizácie, ktorá mení tvar molekúl fenolftaleínu.
Čo je fenolftaleín?
Fenolftaleín (vyslovuje sa poplatok-sova-thal-een), často označovaný skratkou phph, je slabá kyselina. Táto mierne kyslá zlúčenina je biela až žltá kryštalická pevná látka. Ľahko sa rozpúšťa v alkoholoch a je mierne rozpustný vo vode. Fenolftaleín je veľká organická molekula s chemickým vzorcom C.20H14O4.
Ionizácia a indikátor fenolftaleínu
Ionizácia nastáva, keď molekula získava alebo stráca elektróny, a to dáva molekule negatívny alebo pozitívny elektrický náboj. Ionizované molekuly priťahujú ďalšie molekuly s opačným nábojom a odpudzujú tie s rovnakým nábojom.
Fenolftaleín je slabá kyselina a je bezfarebný v roztoku, hoci jeho ión je ružový. Ak sú vodíkové ióny (H+, ako sa nachádza v kyseline), boli pridané do ružového roztoku, rovnováha by sa zmenila a roztok by bol bezfarebný. Pridanie hydroxidových iónov (OH
Štruktúra fenolftaleínu
Indikátor fenolftaleínu má dve rôzne štruktúry podľa toho, či je v alkalickom (ružovom) alebo kyslom (bezfarebnom) roztoku. Obe štruktúry absorbujú svetlo v ultrafialovej oblasti, oblasti neprístupnej pre ľudské oko. Ružová forma však absorbuje aj spektrum viditeľného svetla.
Dôvodom absorpcie viditeľného svetla je štruktúra ružovej formy indikátora fenolftaleínu. Vďaka ionizácii sú elektróny v molekule viac delokalizované ako v bezfarebnej forme. Stručne povedané, k delokalizácii dochádza, keď elektróny v molekule nie sú spojené s jedným atómom a namiesto toho sú rozložené na viac ako jednom atóme.
Zvýšenie delokalizácie posúva energetickú medzeru medzi molekulárnymi orbitalmi. Na zoskok na vyššiu obežnú dráhu je potrebných menej energie pre elektrón. Absorpcia energie je v zelenej oblasti, 553 nanometrov, svetelného spektra.
Ľudské oko vníma v roztoku ružový odtieň. Čím silnejší je alkalický roztok, tým viac sa indikátor fenolftaleínu mení a tmavší ružový odtieň bude.
Rozsah pH fenolftaleínu
Stupnica pH sa pohybuje od 0 do 14, pričom pH 7 je neutrálne. Látka pod pH 7 sa považuje za kyslú; nad pH 7 sa považuje za zásaditú.
Fenolftaleín je prirodzene bezfarebný, ale v alkalických roztokoch sfarbuje do ružova. Zlúčenina zostáva bezfarebná v celom rozsahu kyslých úrovní pH, ale pri farbe pH začína rúžovať 8.2 a pokračuje do jasne purpurovej farby pri pH 10 a vyššom.
Objav, výroba a použitie fenolftaleínu
V roku 1871 nemecký chemik Adolf von Baeyer objavil fenolftaleín spojením fenolu a ftalovej kyseliny anhydrid v prítomnosti kyseliny sírovej alebo chloridu zinočnatého, výrobný proces sa používa dodnes.
V chemickom laboratóriu sa fenolftaleín používa väčšinou v kyslom základe titrácie. Roztok známej koncentrácie sa opatrne pridá do roztoku neznámej koncentrácie. Indikátor fenolftaleínu sa pridá do neznámej koncentrácie. Keď sa roztok zmení z bezfarebného na ružový (alebo naopak), roztok titrácia alebo neutralizačný bod a môže sa vypočítať neznáma koncentrácia.
V minulosti sa ako preháňadlo používal fenolftaleín. Bola to zložka Ex-Laxu na over-the-counter úľavu od zápchy. V USA však bolo zakázané jeho použitie v roku 1999 po tom, čo ho výskum ukázal ako možný karcinogén (látka spôsobujúca rakovinu).