Definition und Beispiele des Säure-Base-Indikators
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In der Chemie und beim Kochen lösen sich viele Substanzen in Wasser, um es entweder sauer oder basisch / alkalisch zu machen. Eine basische Lösung hat einen pH-Wert von mehr als 7, während eine saure Lösung einen pH-Wert von weniger als 7 hat. Wässrige Lösungen mit einem pH-Wert von 7 gelten als neutral. Säure-Base-Indikatoren sind Substanzen, mit denen grob bestimmt wird, wo eine Lösung auf die pH-Skala fällt.
Säure-Base-Indikator-Definition
Ein Säure-Base-Indikator ist entweder eine schwache Säure oder eine schwache Base, die eine Farbänderung als Wasserstoffkonzentration zeigt (H+) oder Hydroxid (OH-) Ionen ändern sich in einer wässrigen Lösung. Säure-Base-Indikatoren werden am häufigsten in einer Titration verwendet, um den Endpunkt einer Säure-Base-Reaktion zu identifizieren. Sie werden auch zur Messung von pH-Werten und für interessante wissenschaftliche Demonstrationen zum Farbwechsel verwendet.
Auch bekannt als: pH-Indikator
Beispiele für Säure-Base-Indikatoren
Der vielleicht bekannteste pH-Indikator ist Lackmus. Thymolblau, Phenolrot und Methylorange sind alle gängigen Säure-Base-Indikatoren. Rotkohl kann auch als Säure-Base-Indikator verwendet werden.
Wie ein Säure-Base-Indikator funktioniert
Wenn der Indikator eine schwache Säure ist, haben die Säure und ihre konjugierte Base unterschiedliche Farben. Wenn der Indikator eine schwache Base ist, weisen die Base und ihre konjugierte Säure unterschiedliche Farben auf.
Für einen schwach sauren Indikator mit der Gattungsformel HIn wird in der Lösung ein Gleichgewicht nach der chemischen Gleichung erreicht:
HIn (aq) + H2O (l) ↔ In-(aq) + H3Ö+(aq)
HIn (aq) ist die Säure, die eine andere Farbe als die Base In hat-(aq). Wenn der pH-Wert niedrig ist, beträgt die Konzentration des Hydroniumions H3Ö+ ist hoch und das Gleichgewicht ist nach links gerichtet, was die Farbe A erzeugt. Bei hohem pH ist die Konzentration von H3Ö+ ist niedrig, so dass das Gleichgewicht zur rechten Seite der Gleichung tendiert und Farbe B angezeigt wird.
Ein Beispiel für einen schwach sauren Indikator ist Phenolphthalein, das als schwache Säure farblos ist, sich jedoch in Wasser unter Bildung eines magentaroten oder rotvioletten Anions auflöst. In einer sauren Lösung befindet sich das Gleichgewicht auf der linken Seite, sodass die Lösung farblos ist (zu wenig Magenta-Anion, um sichtbar zu sein). Mit steigendem pH-Wert verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts und die Magenta-Farbe ist sichtbar.
Die Gleichgewichtskonstante für die Reaktion kann unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt werden:
KIm = [H3Ö+][Im-] / [HIn]
wo KIm ist die Indikatordissoziationskonstante. Die Farbänderung tritt an dem Punkt auf, an dem die Konzentration der Säure und der Anionenbase gleich ist:
[HIn] = [In-]
Dies ist der Punkt, an dem die Hälfte des Indikators in Säureform vorliegt und die andere Hälfte die konjugierte Base.
Universelle Indikatordefinition
Eine bestimmte Art von Säure-Base-Indikator ist ein Universalindikator, bei dem es sich um eine Mischung aus mehreren Indikatoren handelt, deren Farbe sich über einen weiten pH-Bereich allmählich ändert. Die Indikatoren werden so ausgewählt, dass das Mischen einiger Tropfen mit einer Lösung eine Farbe ergibt, die mit einem ungefähren pH-Wert in Verbindung gebracht werden kann.
Tabelle der gebräuchlichen pH-Indikatoren
Verschiedene Pflanzen- und Haushaltschemikalien können als pH-Indikatoren verwendet werden. In einem Labor sind dies jedoch die am häufigsten als Indikatoren verwendeten Chemikalien:
| Indikator | Säure Farbe | Grundfarbe | pH-Bereich | pKIm |
| Thymolblau (erste Änderung) | rot | Gelb | 1,2 - 2,8 | 1.5 |
| Orangenschnaps | rot | Gelb | 3.2 - 4.4 | 3.7 |
| Bromkresol grün | Gelb | Blau | 3.8 - 5.4 | 4.7 |
| Methylrot | Gelb | rot | 4,8 - 6,0 | 5.1 |
| Bromthymolblau | Gelb | Blau | 6,0 - 7,6 | 7.0 |
| Phenolrot | Gelb | rot | 6.8- 8.4 | 7.9 |
| Thymolblau (zweite Änderung) | Gelb | Blau | 8,0 - 9,6 | 8.9 |
| Phenolphthalein | farblos | Magenta | 8,2 -10,0 | 9.4 |
Die Farben "Säure" und "Base" sind relativ. Beachten Sie auch, dass einige beliebte Indikatoren mehr als eine Farbänderung anzeigen, da die schwache Säure oder schwache Base mehr als einmal dissoziiert.
Säure-Base-Indikatoren Key Takeaways
- Säure-Base-Indikatoren sind Chemikalien, mit denen bestimmt wird, ob eine wässrige Lösung sauer, neutral oder alkalisch ist. Da sich Säure und Alkalinität auf den pH-Wert beziehen, können sie auch als pH-Indikatoren bezeichnet werden.
- Beispiele für Säure-Base-Indikatoren sind Lackmuspapier, Phenolphthalein und Rotkohlsaft.
- Ein Säure-Base-Indikator ist eine schwache Säure oder schwache Base, die in Wasser unter Bildung der schwachen Säure und ihrer Konjugatbase oder auch der schwachen Base und ihrer Konjugatsäure dissoziiert. Die Art und ihr Konjugat haben unterschiedliche Farben.
- Der Punkt, an dem ein Indikator die Farbe ändert, ist für jede Chemikalie unterschiedlich. Es gibt einen pH-Bereich, über den der Indikator nützlich ist. Der Indikator, der für eine Lösung gut sein könnte, ist möglicherweise eine schlechte Wahl, um eine andere Lösung zu testen.
- Einige Indikatoren können Säuren oder Basen nicht identifizieren, sondern nur den ungefähren pH-Wert einer Säure oder Base anzeigen. Zum Beispiel arbeitet Methylorange nur bei einem sauren pH. Ab einem bestimmten pH-Wert (sauer) und auch bei neutralen und alkalischen Werten ist die Farbe gleich.
