En pH-indikator eller syre-baseindikator er et kemikalie, der tilsættes i en lille mængde til en opløsning, og som forårsager en farveændring afhængigt af pH-værdien. Dette er en opladning af almindelige indikatorer, en forklaring på, hvordan de virker, og tips til at vælge den rigtige til dine behov.
Sådan bruger du en pH-indikator
En indikator skifter ikke farve ved en præcis pH-værdi eller hydrogenionkoncentration. I stedet sker farveskiftet over et område af hydrogenionkoncentrationen. Titrér en svag syre ved hjælp af en indikator, der ændrer sig under svagt alkaliske forhold. Titrér en svag base ved hjælp af en indikator, der skifter farve ved en svagt sur pH-værdi. Når du titrerer stærke syrer eller baser, skal du sigte efter en pH-indikator, der viser et farveskift nær en neutral pH.
Kort over almindelige pH-indikatorer
Her er et skema over almindelige pH-indikatorer, deres pH-område, deres opløsninger og deres farveskift. Nogle indikatorer viser flere farveændringer, så de optræder på listen mere end én gang. Forskellige referencer angiver lidt forskellige pH-værdier og farver. Dette skyldes, at pH-området ikke er veldefineret (forvent nøjagtighed inden for 1 pH-værdi), og at farven er en vurderingssag.
| Indikator | pH-område | Mængde pr. 10 ml | Syre | Base | |
| Thymol Blue | 1.2-2.8 | 1-2 dråber 0,1% soln. i aq. | rød | gul | |
| Pentamethoxirød | 1,2-2,3 | 1 dråbe 0,1% soln. i 70% alc. | rød-violet | farveløs | |
| Tropeolin OO | 1,3-3.2 | 1 dråbe 1% aq. soln. | rød | gul | |
| 2,4-Dinitrophenol | 2.4-4,0 | 1-2 dråber 0,1% soln. i 50% alc. | farveløst | gult | |
| Methylgult | 2,9-4.0 | 1 dråbe 0,1% soln. i 90% alc. | rød | gul | |
| Methyl orange | 3,1-4,4 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | rød | orange | |
| Bromophenolblå | 3,0-4,6 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | gult | blå-violet | |
| Tetrabromophenolblå | 3.0-4,6 | 1 dråbe 0,1% aq. opløsning. | gul | blå | |
| Alizarinnatriumsulfonat | 3.7-5,2 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | gult | violet | |
| α-Naphthylrød | 3,7-5,0 | 1 dråbe 0.1% soln. i 70% alc. | rød | gul | |
| p-Ethoxychrysoidine | 3,5-5,5 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | rød | gul | |
| Bromkresolgrøn | 4,0-5,6 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | gult | blåt | Methylrød | 4,4-6,2 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | rød | gul |
| Bromkresolviolet | 5.2-6,8 | 1 dråbe 0,1% aq. opløsning. | gul | lilla | |
| Khlorophenolrød | 5,4-6,8 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | gult | rød | |
| Bromophenolblå | 6,2-7,6 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | gult | blåt | p-Nitrophenol | 5,0-7,0 | 1-5 dråber 0,1% aq. soln. | farveløs | gul | Azolitmin | 5,0-8,0 | 5 dråber 0.5% aq. soln. | rød | blå |
| Phenolrød | 6.4-8.0 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | gul | rød | |
| Neutralrød | 6.8-8.0 | 1 dråbe 0.1% soln. i 70% alc. | rød | rød | gul |
| Rosolsyre | 6,8-8,0 | 1 dråbe 0,1% soln. i 90% alc. | gult | rødt | |
| Kresolrødt | 7,2-8,8 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | gult | rød | |
| α-Naphtholpholphthalein | 7.3-8,7 | 1-5 dråber 0,1% soln. i 70% alc. | rose | grøn | |
| Tropeolin OOO | 7,6-8.9 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | gul | rosenrød | |
| Thymolblå | 8,0-9,6 | 1-5 dråber 0.1% aq. soln. | gult | blåt | |
| Phenolphthalein | 8.0-10.0 | 1-5 dråber 0.1% soln. i 70% alc. | farveløs | rød | α-Naphtholbenzein | 9,0-11,0 | 1-5 dråber 0,1% soln. i 90% alc. | gult | blåt |
| Thymolphthalein | 9,4-10,6 | 1 dråbe 0.1% soln. i 90% alc. | farveløs | blå | |
| Nilblå | 10.1-11.1 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | blå | rød | |
| Alizarin gul | 10.0-12.0 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | gult | lilac | |
| Salicylgult | 10,0-12,0 | 1-5 dråber 0,1% soln. i 90% alc. | gult | orangebrunt | |
| Diazoviolet | 10,1-12,0 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | gult | violet | |
| Tropeolin O | 11,0-13,0 | 1 dråbe 0.1% aq. soln. | gult | orangebrunt | |
| Nitramin | 11.0-13.0 | 1-2 dråber 0,1% soln i 70% alc. | farveløs | orange-brun | |
| Poirrier’s blue | 11.0-13,0 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | blå | violetrosa | |
| Trinitrobenzoesyre | 12,0-13.4 | 1 dråbe 0,1% aq. soln. | farveløs | orange-rød |
Ud over pH-indikatorerne på denne liste er der mange naturlige syre-base-indikatorer, som du kan lave ved hjælp af frugt, grøntsager, blomster, saft og krydderier. Rød eller lilla kålsaft er den mest kendte af disse.
Universalindikator
Universalindikator er en blanding af flere forskellige pH-indikatorer, der viser jævne farveændringer over et område med forskellige pH-værdier. Der findes flere universalindikatorformler, så pH-områderne og farverne afhænger af formlen. De mest almindelige er variationer af Yamadas formel, der blev offentliggjort i 1933. En typisk opskrift indeholder 1-propanol, natriumsalt, natriumhydroxid, mononatriumsalt, phenolphthalein, methylrødt, bromthymolblåt og thymolblåt. Denne blanding viser farverne rød, orangegul, grøn, blå og indigo-violet:
| pH-område | Farve | Indikerer |
| < 3 | Rød | Stærkt sur |
| 3 til 6 | Orange til gul | svagt sur |
| 7 | Grøn | Neutral |
| 8 til 11 | Blå | svagt alkalisk (basisk) |
| > 11 | Indigofarvet til violet | Stærk basisk (basisk) |
Hvordan pH-indikatorer virker
De fleste pH-indikatorer er svage syrer eller svage baser. De dissocieres i henhold til den generelle kemiske reaktion:
HInd + H2O ⇌ H3O+ + Ind-
Her er HInd indikatorens syreform, og Ind- er dens konjugerede base. Forholdet mellem HInd og Ind- bestemmer opløsningens farve og angiver indirekte opløsningens pH-værdi i henhold til Henderson-Hasselbalch-ligningen:
pH = pKa + log10 /
Husk, at farveskiftet af en pH-indikator ikke er øjeblikkelig. I stedet er der et pH-område, hvor der vises en blanding af syre- og konjugatbasens farver. En indikator giver en rimelig præcis pH-værdi inden for en pH- eller pKa-værdi på plus eller minus én.
Sådan vælger du en pH-indikator
Det vigtigste skridt i valget af den rigtige pH-indikator er at vælge en indikator, der har et farveskift inden for pH-området for den kemiske reaktion, der undersøges. Ved en titrering skal man ideelt set vælge en pH-indikator, der skifter farve lige ved ækvivalenspunktet. I praksis er det næsten umuligt at finde en indikator, der skifter farve ved den nøjagtige pH-værdi, så man er nødt til at vælge en indikator, der skifter farve ved en lidt højere eller lavere pH-værdi. I dette tilfælde titrerer man, indtil man ser den farveændring, der ligger tættest på ækvivalenspunktet.
Sig f.eks. at man titrerer en stærk syre til en stærk base. Ækvivalenspunktet for denne reaktion er en pH-værdi på 7. Hvis du bruger phenolphthalein, forventer du, at en lyserød/rød farve forsvinder under en pH-værdi på 8,0. Man titrerer, indtil opløsningen bliver farveløs, fordi det er så tæt på ækvivalenspunktet, som man kan komme. Hvis du bruger methylorange, forventer du, at farven skifter fra gul til orange et sted under en pH-værdi på 6 og fra orange til rød omkring en pH-værdi på 4. For reaktionen fra stærk syre til stærk base titrerer du, indtil gul lige begynder at blive orange. Hvis du venter, til farven skifter til rød, er du langt over ækvivalenspunktet.
Hvis du kan vælge mellem indikatorer, der skifter farve ved den ønskede pH-værdi, skal du vælge den indikator, der viser den skarpeste farveændring. For eksempel giver bromfenolblåt og p-nitrophenol begge farveændringer omkring en neutral pH-værdi, men ændringen fra gul til blå (bromfenol) er lettere at se end ændringen fra farveløs til gul (p-nitrophenol).
Andre faktorer end betydning omfatter opløsningsmiddel (alkohol eller vand), pris og alsidighed. Hvilken pH-indikator man vælger, er et spørgsmål om pH-område, farveskift, opløsningsmiddel, tilgængelighed og pris.
- Foster, L. S.; Gruntfest, I. J. (1937). “Demonstrationseksperimenter med universalindikatorer”. Journal of Chemical Education. 14 (6): 274. doi:10.1021/ed014p274
- Lange, Norbert A. (1952). Lange’s Handbook of Chemistry (8. udgave). Handbook Publishers Inc. ASIN : B000RFFWWWKO
- Kolthoff, I. M.; Stenger, V. A. (1942). Volumetrisk analyse. Interscience Publishers, Inc, New York. ISBN: 978-0470500507
- Schwarzenbach, Gerold (1957). Complexometric Titrations. Oversat af Irving, Harry. London: Methuen & Co.
- Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (6th ed.). New York: Houghton Mifflin Company. ISBN: 978-0618946907.