En pH-indikator eller syra-basindikator är en kemikalie som tillsätts i en liten mängd till en lösning och som orsakar en färgförändring beroende på pH-värdet. Detta är en laddning av vanliga indikatorer, en förklaring av hur de fungerar och tips för att välja rätt indikator för dina behov.
Hur man använder en pH-indikator
En indikator skiftar inte färg vid en exakt pH- eller vätejonkoncentration. Istället sker färgförändringen över ett intervall av vätejonkoncentrationen. Titrera en svag syra med hjälp av en indikator som förändras under svagt alkaliska förhållanden. Titrera en svag bas med hjälp av en indikator som ändrar färg vid ett svagt surt pH. När du titrerar starka syror eller baser ska du sträva efter en pH-indikator som visar en färgförändring nära ett neutralt pH.
Karta över vanliga pH-indikatorer
Här finns en tabell över vanliga pH-indikatorer, deras pH-område, deras lösningar och deras färgförändringar. Vissa indikatorer uppvisar flera färgförändringar, så de förekommer på listan mer än en gång. Olika referenser anger något olika pH-värden och färger. Detta beror på att pH-området inte är väldefinierat (förvänta dig en noggrannhet inom 1 pH-värde) och att färgen är en bedömningsfråga.
| Indikator | pH-område | Mängd per 10 ml | Syra | Bas |
| Thymolblått | 1.2-2.8 | 1-2 droppar 0,1 % soln. i aq. | röd | gul |
| Pentametoxiröd | 1,2-2,3 | 1 droppe 0,1 % soln. i 70 % alc. | rödviolett | färglös |
| Tropeolin OO | 1,3-3.2 | 1 droppe 1% aq. soln. | röd | gul |
| 2,4-Dinitrofenol | 2.4-4,0 | 1-2 droppar 0,1 % soln. i 50 % alc. | färglös | gul |
| Metylgul | 2,9-4.0 | 1 droppe 0,1 % soln. i 90 % alc. | röd | gul |
| Metylorange | 3,1-4,4 | 1 droppe 0,1 % aq. soln. | röd | orange |
| Bromfenolblått | 3,0-4,6 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gul | blåviolett |
| Tetrabromofenolblått | 3.0-4,6 | 1 droppe 0,1 % aq. lösning. | gul | blått |
| Alizarinnatriumsulfonat | 3.7-5.2 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gult | violett |
| α-Naftylröd | 3.7-5.0 | 1 droppe 0.1% soln. i 70% alc. | röd | gul |
| p-Ethoxychrysoidin | 3,5-5,5 | 1 droppe 0,1% aq. soln. | röd | gul |
| Bromkresolgrön | 4,0-5,6 | 1 droppe 0,1 % aq. soln. | gult | blått |
| Metylrött | 4,4-6,2 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | röd | gul |
| Bromkresol purpur | 5.2-6.8 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gul | lila |
| Khlorfenolröd | 5.4-6.8 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gult | rött |
| Bromfenolblått | 6,2-7,6 | 1 droppe 0,1% aq. soln. | gult | blått |
| p-Nitrofenol | 5,0-7,0 | 1-5 droppar 0,1 % aq. soln. | färglös | gul |
| Azolitmin | 5,0-8,0 | 5 droppar 0.5% aq. soln. | röd | blå |
| Phenolröd | 6.4-8.0 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gul | röd |
| Neutralt rött | 6.8-8.0 | 1 droppe 0.1% lösning i 70% alk. | röd | gul |
| Rosolsyra | 6.8-8.0 | 1 droppe 0.1% lösning i 90% alk. | gult | rött |
| Kresolrött | 7,2-8,8 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gul | röd |
| α-Naftholftalein | 7.3-8,7 | 1-5 droppar 0,1 % soln. i 70 % alc. | rosa | grön |
| Tropeolin OOO | 7,6-8.9 | 1 droppe 0,1 % aq. soln. | gult | rosenrött |
| Thymolblått | 8,0-9,6 | 1-5 droppar 0.1% aq. lösning | gult | blått |
| Fenolftalein | 8,0-10,0 | 1-5 droppar 0,1% lösning i 70% alc. | färglös | röd |
| α-Naftholbenzein | 9.0-11.0 | 1-5 droppar 0,1 % soln. i 90 % alc. | gult | blått |
| Thymolphthalein | 9,4-10,6 | 1 droppe 0.1% soln. i 90% alc. | färglös | blå |
| Nilblått | 10.1-11.1 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | blått | rött |
| Alizaringult | 10.0-12.0 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gult | lilak |
| Salicylgult | 10.0-12.0 | 1-5 droppar 0.1% soln. i 90% alc. | gult | orangebrunt |
| Diazoviolett | 10,1-12,0 | 1 droppe 0,1% aq. soln. | gult | violett |
| Tropeolin O | 11,0-13,0 | 1 droppe 0.1% aq. soln. | gult | orangebrunt |
| Nitramin | 11.0-13.0 | 1-2 droppar 0,1 % soln i 70 % alc. | färglös | orange-brun |
| Poirriers blått | 11.0-13,0 | 1 droppe 0,1 % aq. lösn. | blått | violettrosa |
| Trinitrobenzoesyra | 12,0-13.4 | 1 droppe 0,1 % aq. soln. | färglös | orange-röd |
Förutom pH-indikatorerna på den här listan finns det många naturliga syra-bas-indikatorer som du kan tillverka med hjälp av frukter, grönsaker, blommor, saft och kryddor. Röd eller lila kålsaft är den mest kända av dessa.
Universalindikator
Universalindikator är en blandning av flera olika pH-indikatorer som visar jämna färgförändringar över ett intervall av pH-värden. Det finns flera universalindikatorformler, så pH-områdena och färgerna beror på formeln. De vanligaste är variationer av Yamadas formel som publicerades 1933. Ett typiskt recept innehåller 1-propanol, natriumsalt, natriumhydroxid, mononatriumsalt, fenolftalein, metylrött, bromothymolblått och tymolblått. Denna blandning visar färgerna rött, orange-gult, grönt, blått och indigo-violett:
| pH-område | Färg | Indikerar |
| < 3 | Rött | Strängt. surt |
| 3 till 6 | Orange till gult | svagt surt |
| 7 | grönt | neutralt |
| 8 till 11 | Blå | Svagt alkalisk (basisk) |
| > 11 | Indigo till violett | Stark alkalisk (basisk) |
Hur pH-indikatorer fungerar
De flesta pH-indikatorer är svaga syror eller svaga baser. De dissocieras enligt den allmänna kemiska reaktionen:
HInd + H2O ⇌ H3O+ + Ind-
Här är HInd indikatorns syraform och Ind- dess konjugerade bas. Förhållandet mellan HInd och Ind- bestämmer lösningens färg och anger indirekt lösningens pH enligt Henderson-Hasselbalch-ekvationen:
pH = pKa + log10 /
Håll i minnet att färgförändringen hos en pH-indikator inte är omedelbar. Istället finns det ett pH-område där en blandning av syrans och den konjugerade basens färger uppträder. En indikator ger ett någorlunda exakt pH-värde inom ett pH- eller pKa-värde på plus eller minus ett.
Hur man väljer en pH-indikator
Det viktigaste steget när det gäller att välja rätt pH-indikator är att välja en som har en färgförändring inom pH-området för den kemiska reaktion som studeras. För en titrering vill du helst välja en pH-indikator som ändrar färg precis vid ekvivalenspunkten. I praktiken är det nästan omöjligt att hitta en indikator som ändrar färg vid exakt samma pH-värde, så du måste välja en som ändrar färg vid ett något högre eller lägre pH-värde. I det här fallet titrerar du tills du ser färgförändringen närmast ekvivalenspunkten.
Säg till exempel att du titrerar en stark syra till en stark bas. Ekvivalenspunkten för denna reaktion är ett pH-värde på 7. Om du använder fenolftalein förväntar du dig att en rosa/röd färg försvinner under ett pH-värde på 8,0. Du titrerar tills lösningen blir färglös eftersom det är så nära ekvivalenspunkten som möjligt. Om du använder metylorange förväntar du dig att färgen ändras från gult till orange någonstans under ett pH-värde på 6 och från orange till rött runt ett pH-värde på 4. För reaktionen stark syra till stark bas titrerar du tills gult precis börjar bli orange. Om du väntar tills färgen ändras till rött är du långt över ekvivalenspunkten.
Om du kan välja mellan indikatorer som ändrar färg vid önskat pH, välj den som visar den skarpaste färgförändringen. Bromfenolblått och p-nitrofenol ger till exempel båda färgförändringar kring ett neutralt pH, men förändringen från gult till blått (bromfenol) är lättare att se än förändringen från färglöst till gult (p-nitrofenol).
Andra faktorer än materia är bland annat lösningsmedel (alkohol eller vatten), pris och mångsidighet. Vilken pH-indikator du väljer är en fråga om pH-område, färgförändring, lösningsmedel, tillgänglighet och kostnad.
- Foster, L. S.; Gruntfest, I. J. (1937). ”Demonstrationsexperiment med universella indikatorer”. Journal of Chemical Education. 14 (6): 274. doi:10.1021/ed014p274
- Lange, Norbert A. (1952). Langes handbok i kemi (8:e upplagan). Handbook Publishers Inc. ASIN : B000RFFWWKO
- Kolthoff, I. M.; Stenger, V. A. (1942). Volumetrisk analys. Interscience Publishers, Inc., New York. ISBN: 978-0470500507
- Schwarzenbach, Gerold (1957). Komplexometriska titreringar. Översatt av Irving, Harry. London: Methuen & Co.
- Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (6th ed.). New York: Houghton Mifflin Company. ISBN: 978-0618946907.