Was ist ein pH-Indikator? Definition und Beispiele

Ein pH-Indikator oder Säure-Base-Indikator ist a Verbindung das ändert die Farbe in Lösung über einen engen Bereich von pH Werte. Es wird nur eine kleine Menge Indikatorverbindung benötigt, um eine sichtbare Farbänderung zu erzeugen.

Bei Verwendung als verdünnte Lösung hat ein pH-Indikator keinen signifikanten Einfluss auf den Säuregehalt oder die Alkalität einer chemischen Lösung.

Das Prinzip hinter der Funktion eines Indikators besteht darin, dass er mit Wasser unter Bildung des Wasserstoffkations H reagiert⁺ oder Hydroniumion H.₃Ö⁺. Die Reaktion verändert die Farbe des Indikatormoleküls.

Einige Indikatoren wechseln von einer Farbe zur anderen, während andere zwischen farbigen und farblosen Zuständen wechseln. pH-Indikatoren sind in der Regel schwache Säuren oder schwache Basen. Viele dieser Moleküle kommen natürlich vor.

Beispielsweise sind die in Blumen, Obst und Gemüse enthaltenen Anthocyane pH-Indikatoren. Pflanzen, die diese Moleküle enthalten, umfassen Rotkohlblätter, Rosenblüten, Blaubeeren, Rhabarberstängel, Hortensienblüten und Mohnblumen.

Für eine schwache Säure mit der Formel HIn wäre die chemische Gleichgewichtsgleichung:

HIn (aq) + H.₂O (l) ⇆ H.₃Ö⁺ (aq) + In^- (aq)

Bei einem niedrigen pH-Wert wird die Konzentration des Hydronium Das Ion ist hoch und die Gleichgewichtsposition liegt links. Die Lösung hat die Farbe des Indikators HIn. Bei einem hohen pH-Wert ist die Hydroniumkonzentration niedrig, das Gleichgewicht ist rechts und die Lösung hat die Farbe der konjugierten Base In^-.

Neben den pH-Indikatoren gibt es zwei weitere Arten von Indikatoren, die in der Chemie verwendet werden. Redoxindikatoren werden bei Titrationen mit Oxidations- und Reduktionsreaktionen verwendet. Komplexometrische Indikatoren werden zur Quantifizierung von Metallkationen verwendet.

• Methylrot ist ein pH-Indikator zur Identifizierung von pH-Werten zwischen 4,4 und 6,2. Bei niedrigem pH-Wert (4,4 und niedriger) ist die Indikatorlösung rot. Bei hohem pH-Wert (6,2 und höher) ist die Farbe gelb. Zwischen pH 4,4 und 6,2 ist die Indikatorlösung orange.
• Bromkresol grün ist ein pH-Indikator zur Identifizierung von pH-Werten zwischen 3,8 und 5,4. Unterhalb von pH 3,8 ist die Indikatorlösung gelb. Oberhalb von pH 5,4 ist die Lösung blau. Zwischen pH-Werten von 3,8 und 5,4 ist die Indikatorlösung grün.

Da Indikatoren die Farben über verschiedene pH-Bereiche ändern, können sie manchmal kombiniert werden, um Farbänderungen über einen größeren pH-Bereich zu ermöglichen.

Zum Beispiel, "Universalindikator"enthält Thymolblau, Methylrot, Bromthymolblau, Thymolblau und Phenolphthalein. Es deckt einen pH-Bereich von weniger als 3 (rot) bis mehr als 11 (violett) ab. Zwischenfarben sind Orange / Gelb (pH 3 bis 6), Grün (pH 7 oder neutral) und Blau (pH 8 bis 11).

pH-Indikatoren werden verwendet, um einen groben pH-Wert einer chemischen Lösung zu erhalten. Für präzise Messungen wird ein pH-Meter verwendet.

Alternativ kann Absorptionsspektroskopie mit einem pH-Indikator verwendet werden, um den pH unter Verwendung von zu berechnen Biergesetz. Spektroskopische pH-Messungen unter Verwendung eines einzelnen Säure-Base-Indikators sind auf einen pKa-Wert genau. Die Kombination von zwei oder mehr Indikatoren erhöht die Genauigkeit der Messung.

Indikatoren werden in einer Titration verwendet, um die Vervollständigung einer Säure-Base-Reaktion zu zeigen.