Was ist ein chemischer Indikator?

Ein chemischer Indikator ist eine Substanz, die eine deutliche beobachtbare Änderung erfährt, wenn sich die Bedingungen in ihrer Lösung ändern. Dies kann eine Farbänderung, Niederschlagsbildung, Blasenbildung, Temperaturänderung oder eine andere messbare Qualität sein.

Eine andere Art von Indikator, die in der Chemie und anderen Wissenschaften vorkommt, ist ein Zeiger oder eine Leuchte an einem Gerät oder Instrument, die Druck, Volumen, Temperatur usw. oder den Zustand eines Geräts (z. B. Ein- / Ausschalten) anzeigen können , verfügbarer Speicherplatz).

Der Begriff "Indikator" stammt aus dem Lateinischen des Mittelalters anzeigen (um anzuzeigen) mit dem Suffix -tor.

Beispiele für Indikatoren

• Ein pH-Indikator ändert seine Farbe über einen engen Bereich von pH-Werten in Lösung. Es gibt viele verschiedene pH-Indikatoren, die unterschiedliche Farben anzeigen und zwischen bestimmten pH-Grenzwerten wirken. Ein klassisches Beispiel ist Lackmuspapier. Blaues Lackmuspapier wird rot, wenn es sauren Bedingungen ausgesetzt ist, während rotes Lackmuspapier unter Grundbedingungen blau wird.
• Fluorescein ist eine Art Adsorptionsindikator. Mit dem Farbstoff wird die vollständige Reaktion des Silberions mit Chlorid nachgewiesen. Sobald ausreichend Silber zugesetzt ist, um Chlorid als Silberchlorid auszufällen, wird überschüssiges Silber auf der Oberfläche adsorbiert. Fluorescein kombiniert mit adsorbiertem Silber, um einen Farbwechsel von grünlich-gelb nach rot zu erzeugen.
• Andere Arten von Fluoreszenzindikatoren sollen an ausgewählte Moleküle binden. Die Fluoreszenz signalisiert das Vorhandensein der Zielspezies. Eine ähnliche Technik wird verwendet, um Moleküle mit Radioisotopen zu markieren.
• Ein Indikator kann verwendet werden, um den Endpunkt einer Titration zu identifizieren. Dies kann zum Erscheinen oder Verschwinden einer Farbe führen.
• Indikatoren können das Vorhandensein oder Fehlen eines interessierenden Moleküls anzeigen. Beispielsweise verwenden Blei-, Schwangerschafts- und Nitrat-Tests Indikatoren.

Wünschenswerte Eigenschaften eines chemischen Indikators

Um nützlich zu sein, müssen chemische Indikatoren sowohl empfindlich als auch leicht nachweisbar sein. Es muss jedoch keine sichtbare Veränderung vorliegen. Die Art des Indikators hängt davon ab, wie er verwendet wird. Beispielsweise könnte eine spektroskopisch analysierte Probe einen Indikator verwenden, der mit bloßem Auge nicht sichtbar ist, während ein Calciumtest in einem Aquarium eine offensichtliche Farbänderung hervorrufen müsste.

Eine weitere wichtige Eigenschaft ist, dass der Indikator die Bedingungen der Probe nicht verändert. Zum Beispiel färbt Methylgelb eine alkalische Lösung gelb, aber wenn der Lösung Säure zugesetzt wird, bleibt die Farbe gelb, bis der pH-Wert neutral ist. Zu diesem Zeitpunkt wechselt die Farbe von gelb nach rot. In geringen Mengen verändert Methylgelb selbst den Säuregehalt einer Probe nicht.

Typischerweise wird Methylgelb in extrem niedrigen Konzentrationen im ppm-Bereich verwendet. Diese geringe Menge reicht aus, um eine sichtbare Änderung der Farbe zu erkennen, jedoch nicht aus, um die Probe selbst zu ändern. Aber was wäre, wenn einer Probe eine enorme Menge Methylgelb zugesetzt würde? Es ist nicht nur möglich, dass eine Farbänderung unsichtbar ist, sondern die Zugabe von so viel Methylgelb würde auch die chemische Zusammensetzung der Probe selbst verändern.

In einigen Fällen werden kleine Proben von größeren Volumina getrennt, damit sie unter Verwendung von Indikatoren getestet werden können, die signifikante chemische Änderungen hervorrufen.