Syra- och basindikatorer används i kemi för att bestämma ett ämnes pH. De byter till olika färger beroende på om de tillsätts till en syra, en bas eller ett neutralt ämne. De flesta indikatorer är själva svaga syror och svara på förändringar i vätejonkoncentrationen.
pH-skala och syra- och basindikatorer
PH-området fungerar mellan 0 och 14 med 7 som är neutrala. Ett pH över 7 indikerar en bas och de under 7 indikerar en syra. PH-skalan är logaritmisk, och med varje enskilt talförändring på skalan sker en tiofaldig förändring i alkalinitetens surhet (basitet).
Syra- och basindikatorer är känsliga för pH-förändringen, eller mer specifikt för förändringen i koncentrationen av vätejoner, H+, i lösning.
De flesta syra- och basindikatorer är stora organiska molekyler som innehåller alternerande dubbla och enkla kol-till-kol-bindningar. I baslösningar blir syra- och basindikatorerna joner genom att förlora vätejoner från sin kemiska sammansättning, vanligtvis från en OH-grupp. Detta förändrar molekylens struktur, vilket får indikatorer att absorbera ljus vid olika våglängder och ändra färger.
Typer av indikatorer
Många typer av indikatorer fungerar genom pH-skalan. Det är viktigt att välja en som faller inom det berörda pH-området. Flera vanliga indikatorer ges nedan.
Litmuspapper
En vanlig syra- och basindikator är lakmuspapper skapat genom att behandla filterpapper med ett färgämne som erhållits från lavar. En lösning som appliceras på lakmuspapper kommer antingen att hålla lakmusen samma färg eller ändra den.
Rött lakmus är en svag diprotinsyra; den kan donera två väteatomer. Under pH 4,5 förblir ett rött lakmuspapper rött men blir blått i en bas. Över pH 8,3 förblir ett blått lakmuspapper blått men blir rött i en syra.
Lakmusindikatorn kan inte bestämma ett pH-värde, bara till skilja mellan syror och baser. Neutral lakmuspapper är lila.
Fenolftaleinindikator
Fenolftaleinindikatorn är en svag syra som har två olika strukturer baserat på om den är i en alkali (rosa) eller syra (färglös) lösning. Alkalilösningen absorberar ljus i det synliga ljusspektrumet, och det mänskliga ögat uppfattar en färgförändring till rosa vid pH-nivå 8,2, fortsätter till ljus magenta vid pH 10 och högre.
Fenolftalein används ofta som en indikator i syrabas-titreringsexperiment i det kemiska laboratoriet. En lösning med känd koncentration tillsättes försiktigt i en med okänd koncentration och fenolftaleinindikatorn. När lösningen blir från färglös till rosa (eller tvärtom), titrering eller neutraliseringspunkt har uppnåtts och den okända koncentrationen kan beräknas.
Bromothymol Blue Indicator
Bromotymolblått, en svag syra, används oftast som en indikator för lösningar som är relativt neutrala - svaga syror och baser. Dess pH-intervall ligger mellan 6 och 7,6. Lösningen verkar gul upp till pH 6, i en neutral lösning är den grön och den blir blå i baslösningar över pH 7,6.
I laboratoriet används bromotymolblått ofta som en biologisk fläck, för testning av fotosyntes och kan användas för att testa pH i simbassänger.
Metylröd indikator
Som syra- och basindikator blir metylrött rött i sura lösningar vid pH 4,4 och lägre och blir gult när pH 6,2 uppnås. Mellan dessa färgändpunkter, i pH-området 4,4 till 6,2, är färgen orange.
Metylrött kan användas som en syra- och basindikator i laboratoriet och som ett azofärgämne, den största gruppen syntet färgämnen, används ofta för att behandla textilier.
Universalindikator
En universell indikator är en lösning som innehåller en blandning av indikatorer, ofta fenolftalein, metylrött och bromotymolblått. Identifiering av ett ungefärligt pH erhålls genom att tillsätta flera droppar av en universell indikator till en lösning.
Rött indikerar en stark syra, i intervallet pH 1 till 4, medan en svag syra har en orange nyans. I en neutral lösning blir färgen gulgrön. Lila indikerar en stark bas, över pH 11, medan svaga baser uppvisar en blåaktig nyans.