Kazalniki kisline in baze se v kemiji uporabljajo za določanje pH snovi. Spremenijo se v različne barve, odvisno od tega, ali so dodani kislini, bazi ali nevtralni snovi. Večina kazalnikov so sami šibke kisline in se odzivajo na spremembe koncentracije vodikovih ionov.
Kazalniki pH lestvice in kisline in baze
Območje pH deluje med 0 in 14, 7 pa nevtralno. PH nad 7 označuje bazo, tisti pod 7 pa kislino. Lestvica pH je logaritmična in z vsako spremembo števila na lestvici pride do desetkratne spremembe kislosti alkalnosti (bazičnosti).
Indikatorji kisline in baze so občutljivi na spremembo pH ali natančneje na spremembo koncentracije vodikovi ioni, H+, v raztopini.
Večina indikatorjev kislin in baz so velike organske molekule, ki vsebujejo izmenične dvojne in enojne vezi ogljik-ogljik. V osnovnih raztopinah indikatorji kisline in baze postanejo ioni z izgubo vodikovih ionov iz njihove kemične sestave, običajno iz skupine OH. To spremeni strukturo molekule, zaradi česar indikatorji absorbirajo svetlobo na različnih valovnih dolžinah in spreminjajo barve.
Vrste kazalnikov
Številne vrste indikatorjev delujejo po celotni lestvici pH. Pomembno je izbrati takšnega, ki sodi v obravnavano območje pH. V nadaljevanju je podanih več skupnih kazalnikov.
Lakmusov papir
En pogost indikator kisline in baze je lakmusov papir, ustvarjen z obdelavo filtrirnega papirja z barvilom, pridobljenim iz lišajev. Rešitev, uporabljena na lakmusovem papirju, bo lakmus ohranila enako barvo ali pa jo bo spremenila.
Rdeči lakmus je šibka diprotična kislina; lahko da dva atoma vodika. Rdeči lakmusov papir pod pH 4,5 ostane rdeč, v osnovi pa modri. Modri lakmusov papir nad pH 8,3 ostane moder, v kislini pa rdeč.
Indikator lakmusov ne more določiti vrednosti pH, samo do razlikovati med kislinami in bazami. Nevtralni lakmusov papir je vijolične barve.
Kazalnik fenolftaleina
Kazalnik fenolftaleina je šibka kislina, ki ima dve različni strukturi glede na to, ali je v alkalni (roza) ali kisli (brezbarvni) raztopini. Alkalna raztopina absorbira svetlobo v spektru vidne svetlobe, človeško oko pa zazna spremembo barve v rožnato pri pH 8,2, nadaljuje pa svetlo magento pri pH 10 in več.
Fenolftalein se pogosto uporablja kot indikator v poskusih titriranja kislinsko-bazične snovi v kemijskem laboratoriju. Raztopino znane koncentracije previdno dodamo v raztopino neznane koncentracije in indikator fenolftalein. Ko se raztopina iz brezbarvne spremeni v rožnato (ali obratno), titracija ali nevtralizacijska točka dosežena in se lahko izračuna neznana koncentracija.
Bromotimol modri indikator
Bromotimol modra, šibka kislina, se najpogosteje uporablja kot indikator za raztopine, ki so relativno nevtralne - šibke kisline in baze. Njegov pH je med 6 in 7,6. Raztopina se zdi rumena do pH 6, v nevtralni raztopini je zelena, v bazičnih raztopinah nad pH 7,6 pa postane modra.
V laboratoriju se bromotimol modro pogosto uporablja kot a biološki tobogan, za testiranje fotosinteze in se lahko uporablja za testiranje pH bazenov.
Indikator metilno rdeče
Kot kislinski in bazični indikator metil rdeča v kislih raztopinah postane rdeča pri pH 4,4 in manj ter ob doseganju pH 6,2 rumena. Med temi barvnimi končnimi točkami je v območju pH 4,4 do 6,2 barva oranžna.
Metilno rdeča se lahko uporablja kot indikator kisline in baze v laboratoriju in kot azo barvilo, največja skupina sintetičnih snovi barvila, običajno uporablja za obdelavo tekstila.
Univerzalni kazalnik
Univerzalni indikator je raztopina, ki vsebuje mešanico indikatorjev, pogosto fenolftalein, metil rdeče in bromotimol modro. Identifikacijo približnega pH dobimo z dodajanjem več kapljic univerzalnega indikatorja v raztopino.
Rdeča označuje močno kislino v območju od 1 do 4, medtem ko ima šibka kislina oranžen odtenek. V nevtralni raztopini barva postane rumeno-zelena. Vijolična označuje močno bazo nad pH 11, medtem ko šibke baze kažejo modrikast odtenek.
