Indikátor pH nebo acidobazický indikátor je chemická látka přidaná v malém množství do roztoku, která způsobuje změnu barvy v závislosti na pH. Toto je náplň běžných indikátorů, vysvětlení jejich fungování a tipy pro výběr toho správného pro vaše potřeby.
Jak používat indikátor pH
Indikátor nemění barvu při přesně stanoveném pH nebo koncentraci vodíkových iontů. Místo toho dochází ke změně barvy v rozsahu koncentrace vodíkových iontů. Titrujte slabou kyselinu pomocí indikátoru, který se mění za mírně alkalických podmínek. Titrujte slabou zásadu pomocí indikátoru, který mění barvu při mírně kyselém pH. Při titraci silných kyselin nebo zásad se zaměřte na indikátor pH, který vykazuje změnu barvy v blízkosti neutrálního pH.
Schématický přehled běžných indikátorů pH
Níže je uvedena tabulka běžných indikátorů pH, jejich rozsah pH, jejich roztoky a jejich barevné změny. Některé indikátory vykazují více barevných změn, takže se v seznamu vyskytují vícekrát. Různé odkazy uvádějí mírně odlišné hodnoty pH a barvy. Je to proto, že rozsah pH není přesně definován (očekávejte přesnost v rámci 1 hodnoty pH) a barva je na posouzení.
| Indikátor | Rozsah pH | Kvantita na 10 ml | Kyselina | Báze |
| Thymolová modř | 1.2-2,8 | 1-2 kapky 0,1% roztoku ve vodném roztoku. | červená | žlutá |
| Pentamethoxy červená | 1,2-2,3 | 1 kapka 0,1 % roztok. v 70 % alk. | červenofialová | bezbarvá |
| Tropeolin OO | 1,3-3.2 | 1 kapka 1% aq. roztok | červený | žlutý |
| 2,4-Dinitrofenol | 2.4-4,0 | 1-2 kapky 0,1% roztok v 50% alk. | bezbarvý | žlutý |
| Methylžlutý | 2,9-4.0 | 1 kapka 0,1% roztok v 90% alc. | červená | žlutá |
| Methyloranžová | 3,1-4,4 | 1 kapka 0,1% aq. roztok. | červená | oranžová |
| bromfenolová modř | 3,0-4,6 | 1 kapka 0.1% aq. soln. | žlutá | modrofialová |
| Tetrabromfenolová modř | 3 kapky.0-4,6 | 1 kapka 0,1% aq. roztoku | žlutá | modrá |
| Alizarinsulfonát sodný | 3.7-5,2 | 1 kapka 0,1% aq. roztok | žlutá | fialová |
| α-naftylová červeň | 3,7-5,0 | 1 kapka 0,1% aq. roztok.1% roztok v 70% alc. | červená | žlutá |
| p-Ethoxychrysoidin | 3,5-5,5 | 1 kapka 0,1% aq. roztok. | červená | žlutá |
| bromkrezolová zeleň | 4,0-5,6 | 1 kapka 0,1% aq. soln. | žlutá | modrá |
| metylčervená | 4,4-6,2 | 1 kapka 0.1% aq. soln. | červená | žlutá |
| bromkrezolová purpurová | 5.2-6,8 | 1 kapka 0,1% aq. roztok | žlutá | fialová |
| chlorfenolová červeň | 5,4-6,8 | 1 kapka 0,1% aq. roztok.1% aq. roztok | žlutá | červená |
| bromfenolová modř | 6,2-7,6 | 1 kapka 0,1% aq. roztok. | žlutá | modrá |
| p-Nitrofenol | 5,0-7,0 | 1-5 kapek 0,1% aq. soln. | bezbarvý | žlutý |
| Azolitmin | 5,0-8,0 | 5 kapek 0.5% aq. soln. | červená | modrá |
| Fenolová červeň | 6.4-8,0 | 1 kapka 0,1% aq. roztok | žlutá | červená |
| neutrální červená | 6,8-8,0 | 1 kapka 0.1% roztok v 70% alk. | červená | žlutá |
| Kyselina rosolová | 6,8-8,0 | 1 kapka 0,1% roztok v 90% alk. | žlutá | červená |
| krezolová červeň | 7,2-8,8 | 1 kapka 0.1% aq. soln. | žlutá | červená |
| α-Naphtholphthalein | 7.3-8,7 | 1-5 kapek 0,1% roztok v 70% alc. | růžový | zelený |
| Tropeolin OOO | 7,6-8.9 | 1 kapka 0,1% aq. soln. | žlutá | růžově červená |
| Thymolová modř | 8,0-9,6 | 1-5 kapek 0.1% aq. roztok | žlutá | modrá |
| fenolftalein | 8,0-10,0 | 1-5 kapek 0,1% roztok v 70% alk. | bezbarvý | červený |
| α-Naphtholbenzein | 9,0-11,0 | 1-5 kapek 0,1% soln. v 90% alc. | žlutý | modrý |
| Thymolphthalein | 9,4-10,6 | 1 kapka 0.1% soln. v 90% alk. | bezbarvý | modrý |
| Nilská modř | 10.1-11,1 | 1 kapka 0,1% aq. roztok | modrá | červená |
| Alizarinová žluť | 10,0-12,0 | 1 kapka 0.1% aq. roztok | žlutá | lilaková |
| salicylová žluť | 10,0-12,0 | 1-5 kapek 0,1% roztok v 90% alk. | žlutá | oranžově hnědá |
| diazofialová | 10,1-12,0 | 1 kapka 0,1% aq. soln. | žlutá | fialová |
| Tropeolin O | 11,0-13,0 | 1 kapka 0.1% aq. soln. | žlutá | oranžově hnědá |
| Nitramin | 11.0-13,0 | 1-2 kapky 0,1% soln v 70% alk. | bezbarvý | oranžově hnědý |
| Poirrierova modř | 11.0-13,0 | 1 kapka 0,1% aq. soln. | modrá | fialově růžová |
| Kyselina trinitrobenzoová | 12,0-13.4 | 1 kapka 0,1% aq. roztoku | bezbarvá | oranžově červená |
Kromě indikátorů pH uvedených v tomto seznamu existuje mnoho přírodních acidobazických indikátorů, které si můžete vyrobit pomocí ovoce, zeleniny, květin, šťáv a koření. Nejznámější z nich je šťáva z červeného nebo fialového zelí.
Univerzální indikátor
Univerzální indikátor je směs několika různých indikátorů pH, která vykazuje plynulé barevné změny v rozsahu hodnot pH. Existuje více vzorců univerzálního indikátoru, takže rozsahy pH a barvy závisí na vzorci. Nejběžnější jsou varianty Yamadova vzorce, publikovaného v roce 1933. Typický recept obsahuje 1-propanol, sodnou sůl, hydroxid sodný, jednosodnou sůl, fenolftalein, methylovou červeň, bromthymolovou modř a thymolovou modř. Tato směs zobrazuje červenou, oranžovožlutou, zelenou, modrou a indigově fialovou barvu:
| rozsah pH | barva | označuje | |
| < 3 | červená | silně kyselý | |
| 3 až 6 | oranžový až žlutý | slabě kyselý | |
| 7 | zelený | neutrální | . |
| 8 až 11 | Modrá | Slabě zásaditá (bazická) | |
| > 11 | Indigová až fialová | Silně zásaditý (bazický) |
Jak fungují indikátory pH
Většina indikátorů pH jsou slabé kyseliny nebo slabé zásady. Disociují podle obecné chemické reakce:
HInd + H2O ⇌ H3O+ + Ind-
HInd je zde kyselá forma indikátoru a Ind- je jeho konjugovaná zásada. Poměr mezi HInd a Ind- určuje barvu roztoku a nepřímo udává pH roztoku podle Hendersonovy-Hasselbalchovy rovnice:
pH = pKa + log10 /
Mějte na paměti, že změna barvy indikátoru pH není okamžitá. Místo toho existuje rozsah pH, ve kterém se objevuje směs barev kyseliny a konjugované zásady. Indikátor udává poměrně přesnou hodnotu pH v rozsahu pH nebo pKa plus nebo minus jedna.
Jak vybrat indikátor pH
Nejdůležitějším krokem při výběru správného indikátoru pH je vybrat takový, který má změnu barvy v rozsahu pH studované chemické reakce. Pro titraci chcete v ideálním případě vybrat indikátor pH, který mění barvu přesně v bodě ekvivalence. V praxi je téměř nemožné najít indikátor, který mění barvu přesně při hodnotě pH, takže musíte zvolit takový, který mění barvu při mírně vyšším nebo nižším pH. V takovém případě titrujete, dokud neuvidíte změnu barvy nejblíže bodu ekvivalence.
Příklad řekněme, že titrujete silnou kyselinu se silnou zásadou. Bodem ekvivalence pro tuto reakci je hodnota pH 7. Pokud použijete fenolftalein, očekáváte, že růžové/červené zbarvení zmizí pod hodnotou pH 8,0. V případě, že použijete fenolftalein, očekáváte, že růžové/červené zbarvení zmizí. Titrujete, dokud roztok neztratí barvu, protože to je nejblíže bodu ekvivalence, kam se můžete dostat. Pokud použijete methyloranž, očekáváte, že se barva změní ze žluté na oranžovou někde pod hodnotou pH 6 a z oranžové na červenou kolem hodnoty pH 4. V případě reakce silné kyseliny se silnou zásadou titrujte, dokud se žlutá barva nezačne měnit na oranžovou. Pokud čekáte, až se barva změní na červenou, jste daleko za bodem ekvivalence.
Pokud si můžete vybrat mezi indikátory, které mění barvu při požadovaném pH, zvolte ten, který vykazuje nejprudší změnu barvy. Například bromfenolová modř a p-nitrofenol oba dávají barevné změny kolem neutrálního pH, ale změna ze žluté na modrou (bromfenol) je lépe viditelná než změna z bezbarvé na žlutou (p-nitrofenol).
Mezi další faktory, na kterých nezáleží, patří rozpouštědlo (alkohol nebo voda), cena a univerzálnost. Který indikátor pH si vyberete, záleží na jeho rozsahu pH, změně barvy, rozpouštědle, dostupnosti a ceně.
- Foster, L. S.; Gruntfest, I. J. (1937). „Demonstrační pokusy s použitím univerzálních indikátorů“. Journal of Chemical Education. 14 (6): 274. doi:10.1021/ed014p274
- Lange, Norbert A. (1952). Lange’s Handbook of Chemistry (8. vydání). Handbook Publishers Inc. ASIN : B000RFWWKO
- Kolthoff, I. M.; Stenger, V. A. (1942). Volumetrická analýza. Interscience Publishers, Inc. v New Yorku. ISBN: 978-0470500507
- Schwarzenbach, Gerold (1957). Komplexometrické titrace. Přeložil Irving, Harry. Londýn: Methuen & Co.
- Zumdahl, Steven S. (2009). Chemické principy (6. vydání). New York: Houghton Mifflin Company. ISBN: 978-0618946907.
.