pH インジケーターまたは酸塩基指示薬は溶液に少量加え、pH によって色の変化を起こす化学物質です。
pH指示薬の使い方
指示薬は、正確なpHや水素イオン濃度で色が変化するわけではありません。 その代わり、水素イオン濃度の範囲内で色の変化が起こります。 弱酸の滴定は、弱アルカリ性で変色する指示薬を用いて行います。 弱塩基の滴定は、弱酸性で変色する指示薬を用いて行います。
一般的なpH指示薬の表
一般的なpH指示薬、そのpH範囲、溶液、および色の変化の表がここにあります。 いくつかの指示薬は複数の色の変化を示すので、リスト上で複数回出現します。 参考文献により、pH値や色が若干異なる場合があります。 これは、pH範囲が明確でなく（1pH値以内の精度を期待）、色が判断材料となるためです。
| インジケータ | pH範囲 | 10mlあたりの量 | 酸 | 塩基 | |||
| Thymol Blue | 1-2 滴 0.1% 溶液(水溶液) | red | yellow | ||||
| Pentamethoxy red | 1.2-2.3 | 1 drops 0.1% soln.in 70% alc. | 赤紫 | 無色 | |||
| Tropeolin OO | 1.3-3.2 | 1滴1％水溶液 | 赤 | ||||
| 2,4-Dinitrophenol | 2.2.4-4.0 | 50%アルコール溶液0.1%溶液1-2滴 | 無色 | 黄色 | |||
| Methyl yellow | 2.9-4.0 | 無色 | 黄色 | 2.0 | 1 滴 0.1% 溶液 90% Alc. | red | yellow |
| Methyl orange | 1 滴 0.1% aq.soln. | 1.1% 溶液 90% Alc. | red | orange | |||
| Bromophenol blue | 3.0-4.6 | 1 drop 0.1% aq.soln.1%水溶液 | 黄色 | 青紫色 | |||
| Tetrabromophenol blue | 3.0-4.6 | 1 滴 0.1% aq. soln. | yellow | ||||
| Alizarin sodium sulfonate | 3.7-5.2 | 1 滴 0.1% aq. soln. | yellow | violet | |||
| α-Naphthyl red | 3.7-5.0 | 1 滴 0.p-エトキシクリソイジン | 3.5-5.5 | 1 滴 0.1% aq. soln.・70% alc. | red | ||
| p-Ethoxychrysoidine | 1 滴 0.1% aq. soln.・50% alc.・70% alc.・1 滴 0.1% alc. | yellow | 赤 | 黄 | |||
| Bromocresol green | 4.0-5.6 | 1滴 0.1% aq. soln. | yellow | blue | |||
| Methyl red | 4.4-6.2 | 1 drop 0.1/2.1% aq. soln. | red | yellow | |||
| Bromocresol purple | 5.2-6.8 | 1 滴 0.1% aq. soln. | yellow | purple | |||
| Chlorophenol red | 5.4-6.8 | 1 滴 0.1 %.1%水溶液 | 黄 | ||||
| Bromophenol blue | 6.2-7.6 | 1滴 0.1% 水溶液 | 1滴 0.1% 水溶液 | ||||
| Bromophenol Blue | 1.2-7.6 | yellow | blue | ||||
| p-Nitrophenol | 5.0-7.0 | 1-5 drops 0.1% aq.soln.とする。 | 無色 | 黄色 | |||
| アゾリトミン | 5.0-8.0 | 5滴0.5% aq. soln. | red | blue | |||
| Phenol red | 6.4-8.0 | 1 滴 0.1% aq. soln. | yellow | ||||
| Neutral red | 6.8-8.0 | 1 滴 0.1滴 0.1%溶液（70%Alc.中） | 赤色 | 黄色 | |||
| ロサール酸 | 90%Alc.1 滴 0.1%溶液（70%Alc.中） | yellow | red | ||||
| Cresol red | 7.2-8.8 | 1 drop 0.1% soln.1% aq. soln. | yellow | red | |||
| α-Naphtholphthalein | 7.3-8.7 | 1-5 滴 0.1% 溶液 70%アルコール | rose | green | |||
| Tropeolin OOO | 7.6-8.7 | 7.6-8.9 | 1 滴 0.1% aq. soln. | yellow | rose-red | ||
| Thymol blue | 1-5 滴 0.1.1% alc.溶液 | yellow | blue | ||||
| Phenolphthalein | 8.0-10.0 | 1-5 drops 0.1% soln.in 70% alc.Allow | 1-5 drops 0% aq. | 無色 | 赤色 | ||
| α-Naphtholbenzein | 9.0-11.0 | 1-5 drops 0.1% soln.（90%Alc.中） | 黄 | 青 | |||
| Thymolphthalein | 9.4-10.6 | 1滴0.1%。1% soln. in 90% alc. | colorless | blue | |||
| Nile blue | 10.0.1-11.1 | 1 滴 0.1% aq. soln. | blue | red | |||
| Alizarin yellow | 10.0-12.0 | 1 滴 0.1-1.1% alc.溶液 | yellow | lilac | |||
| Salicyl yellow | 1-5 drops 0.1% soln.in 90% alc.溶液 | ||||||
| yellow | orange-brown | ||||||
| Diazo violet | 10.1-12.0 | 1 drops 0.1% aq. soln.Diazo violet | 1 drop 0.1-1.0 alc. | イエロー | バイオレット | ||
| Tropeolin O | 11.0-13.0 | 1滴0.1wt%.1%水溶液 | 黄 | 橙褐色 | |||
| ニトラミン | 11.0-13.0 | 1-2 滴 0.1% soln in 70% alc. | colorless | orange-brown | |||
| Poirrier’s blue | 11.0.0-13.0 | 1滴 0.1% aq. soln. | blue | violet-pink | |||
| Trinitrobenzoic acid | 12.0-13.0 | Blue | Violet-pink | 1滴 0.1% aq. soln. | colorless | orange-red |
このリストのpH指標に加えて、果物、野菜、花、ジュース、スパイスを使って作れる天然の酸塩基指標が多く存在します。 4485>
ユニバーサルインジケータ
ユニバーサルインジケータは、複数の異なるpHインジケータを混合し、pH値の範囲にわたって滑らかな色の変化を表示するものである。 ユニバーサルインジケータの処方は複数あるため、pH範囲や色は処方によって異なります。 最も一般的なものは、1933年に発表された山田式のバリエーションである。 典型的な配合は、1-プロパノール、ナトリウム塩、水酸化ナトリウム、一塩、フェノールフタレイン、メチルレッド、ブロモチモールブルー、チモールブルーなどである。 この混合物は、赤、オレンジ-黄、緑、青、藍-紫の色を表示します。
| pH範囲 | 色 | 表示 |
| < 3 | 赤色 | 強力に 酸性 |
| 3～6 | オレンジ～黄 | 弱酸性 |
| 7 | 緑 | 中性 |
| 8～11 | Blue | 弱アルカリ性（塩基性） |
| > 11 | Indigo～Violet | 強アルカリ性（塩基性） |
pH指示薬の働き
ほとんどのpH指示薬は弱酸または弱塩基である。 これらは一般的な化学反応に従って解離します：
HInd + H2O ⇌ H3O+ + Ind-
ここで、HIndは指示薬の酸型、Ind-はその共役塩基を表します。 HIndとInd-の比率によって溶液の色が決まり、Henderson-Hasselbalchの式に従って間接的に溶液のpHを示します：
pH = pKa + log10 /
覚えておいてほしいのは、pH指示薬の色の変化は瞬間的ではないことです。 その代わり、酸と共役塩基の色が混在して現れるpH領域があります。
pH指示薬の選び方
正しいpH指示薬を選ぶための最も重要なステップは、研究している化学反応のpH範囲内で色の変化を持つものを選ぶことです。 滴定の場合、理想的には当量点でちょうど色が変わるpH指示薬を選びたいものです。 実際には、正確なpH値で色が変わる指示薬を見つけるのはほぼ不可能なので、少し高いか低いpH値で色が変わるものを選ぶことになります。
たとえば、強酸と強塩基を滴定するとします。 この反応の当量点はpH値7です。フェノールフタレインを使う場合、pH値8.0以下ではピンクや赤の色が消えると予想されます。 溶液が無色になるまで滴定するのは、それが当量点に限りなく近いからです。 メチルオレンジを使う場合は、pH6以下で黄色からオレンジに、pH4付近でオレンジから赤色に変化すると考えてください。 赤色に変わるまで待つと、当量点をはるかに超えてしまいます。
目的のpHで色が変わる指示薬を選べる場合は、最も鋭い色の変化を示すものを選びます。 たとえば、ブロモフェノールブルーとp-ニトロフェノールはどちらも中性付近で色の変化を示すが、無色から黄色への変化（p-ニトロフェノール）よりも、黄色から青色への変化（ブロモフェノール）のほうが見やすい。 どのpH指示薬を選ぶかは、そのpH範囲、色の変化、溶媒、入手のしやすさ、コストの問題です。
- Foster, L. S.; Gruntfest, I. J. (1937). 「万能指示薬を用いた模範実験”. ジャーナル・オブ・ケミカル・エデュケーション。 14 (6): 274. doi:10.1021/ed014p274
- Lange, Norbert A. (1952). ランゲの化学ハンドブック(第8版). ハンドブック・パブリッシャーズ・インク. ASIN : B000RFWWKO
- Kolthoff, I. M.; Stenger, V. A. (1942)． 容積分析. インターサイエンス・パブリッシャーズ，Inc.，ニューヨーク． ISBN: 978-0470500507
- Schwarzenbach, Gerold (1957)． 複素滴定． アーヴィング、ハリー訳． ロンドン: Methuen & Co.
- Zumdahl, Steven S. (2009). 化学原理（第6版）. New York: Houghton Mifflin Company. ISBN: 978-0618946907.
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