Fenolftaleinindikatorn gör det möjligt för kemister att visuellt identifiera om ett ämne är en syra eller en bas. Färgförändringen i fenolftalein är ett resultat av jonisering, och detta förändrar fenolftaleinmolekylerna.
Vad är fenolftalein?
Fenolftalein (uttalad fee-nawl-thal-een), ofta förkortat till phph, är en svag syra. Denna milt sura förening är en vit till gul kristallin fast substans. Det löser sig lätt i alkoholer och är lätt lösligt i vatten. Fenolftalein är en stor organisk molekyl med den kemiska formeln C20H14O4.
Jonisering och fenolftaleinindikatorn
Jonisering inträffar när en molekyl vinner eller förlorar elektroner, och detta ger molekylen en negativ eller positiv elektrisk laddning. Joniserade molekyler drar till sig andra molekyler med motsatt laddning och stöter bort dem med samma laddning.
Fenolftalein är en svag syra och är färglös i lösning även om dess jon är rosa. Om vätejoner (H+, som finns i en syra) tillsattes till den rosa lösningen, skulle jämvikten växla och lösningen skulle vara
färglös. Tillsats av hydroxidjoner (OH-(som finns i baser) kommer att ändra fenolftaleinet till dess jon och vända lösningen rosa.Fenolftaleins struktur
Fenolftaleinindikatorn har två olika strukturer baserat på om den är i en alkali (rosa) eller syra (färglös) lösning. Båda strukturerna absorberar ljus i den ultravioletta regionen, en region som inte är tillgänglig för det mänskliga ögat. Men den rosa formen absorberas också i det synliga ljusspektret.
Anledningen till den synliga ljusabsorptionen är strukturen för den rosa formen av fenolftaleinindikatorn. På grund av jonisering är elektronerna i molekylen mer avlokaliserade än i färglös form. Kort sagt är avlokalisering när elektroner i en molekyl inte är associerade med en enda atom utan istället sprids över mer än en atom.
En ökning av avlokalisering flyttar energigapet mellan molekylära orbitaler. Mindre energi behövs för att en elektron ska kunna hoppa in i en högre omloppsbana. Absorptionen av energi finns i det gröna området, 553 nanometer, i ljusspektret.
Det mänskliga ögat uppfattar en rosa nyans i lösningen. Ju starkare den alkaliska lösningen är, desto mer ändras fenolftaleinindikatorn och ju mörkare blir den rosa nyansen.
Fenolftaleins pH-intervall
PH-skalan går från 0 till 14, med ett pH på 7 som är neutralt. Ett ämne under pH 7 anses vara surt; över pH 7 anses vara grundläggande.
Fenolftalein är naturligt färglöst men blir rosa i alkaliska lösningar. Föreningen förblir färglös under hela sura pH-nivåer men börjar bli rosa vid en pH-nivå av 8.2 och fortsätter till en ljus magenta vid pH 10 och högre.
Upptäckt, tillverkning och användning av fenolftalein
År 1871 upptäckte den tyska kemisten Adolf von Baeyer fenolftalein genom att smälta samman fenol och ftal anhydrid i närvaro av svavelsyra eller zinkklorid, tillverkningsprocessen som fortfarande används idag.
I kemilaboratoriet används fenolftalein mest i syrabas titreringar. En lösning med känd koncentration tillsätts försiktigt i en med okänd koncentration. Fenolftaleinindikatorn tillsätts i den okända koncentrationen. När lösningen blir från färglös till rosa (eller tvärtom), titrering eller neutraliseringspunkt har uppnåtts och den okända koncentrationen kan beräknas.
Tidigare har fenolftalein använts som laxermedel. Det var en beståndsdel av Ex-Lax för att lindra förstoppning utan recept. Det förbjöds dock att användas i USA 1999 efter att forskning visat att det var ett cancerframkallande ämne (cancerframkallande medel).