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Ein pH- oder Säure-Base-Indikatorreagenz ist eine Verbindung, die beim Eintauchen oder Verdünnen in eine wässrige Lösung je nach pH-Wert der Lösung ihre Farbe ändert . Kleine Mengen des Indikatorreagenzes sind erforderlich, um eine sichtbare Farbänderung zu erzeugen. Ein pH-Indikatorreagenz verändert den Säuregrad oder die Alkalität einer Lösung nicht wesentlich, wenn es in verdünnter Form verwendet wird.
Die Indikatorreagenzien reagieren mit dem Wasser in der Lösung, bilden ein Hydroniumion (H 3 O + ) oder ein Wasserstoffkation (H + ) und modifizieren seine Struktur, was eine Änderung seiner Farbe zur Folge hat.
Einige Indikatorreagenzien ändern ihre Farbe und andere schalten zwischen farblos und dem Annehmen einer bestimmten Farbe um. pH-Indikatorreagenzien sind normalerweise schwache Säuren oder schwache Basen, von denen viele natürlich vorkommende Verbindungen sind. Dies ist der Fall bei Anthocyanen, die in Blumen, Obst und Gemüse vorkommen; solche Reagenzien gibt es auch in Rotkohl oder Rotkohl, in Rosenblättern, in Heidelbeeren, in Rhabarberstielen, in Hortensien- und Mohnblüten. Lackmus ist ein weiteres Beispiel für ein natürliches Indikatorreagens, das von bestimmten Flechten produziert wird.
Ein Indikatorreagenz mit der allgemeinen Formel HIn, eine schwache Säure, reagiert in wässriger Lösung nach folgender chemischer Gleichung:
HIn(aq) + H 2 O(l) ⇆ H 3 O + (aq) + In – (aq)
Wenn der pH-Wert der Lösung niedrig ist, stehen mehr Protonen (H + ) zur Verfügung, sodass die Konzentration an Hydroniumionen hoch ist, was das Reaktionsgleichgewicht nach links verschiebt und die Bildung der HIn-Verbindung begünstigt. Daher nimmt die Lösung die Farbe des HIn-Indikatorreagenzes an. Umgekehrt sind bei einem hohen pH-Wert der Lösung weniger Protonen (H + ) verfügbar, wodurch die Konzentration an Hydroniumionen sinkt; das Gleichgewicht der Gleichung verschiebt sich nach rechts und die Lösung nimmt die Farbe der konjugierten Base In – an .
Neben pH-Indikatorreagenzien gibt es zwei weitere Arten von Indikatoren, die in der Chemie verwendet werden. Sie sind die folgenden:
- Redoxpotentialindikatoren , die zur Bewertung der Möglichkeit des Auftretens von Oxidations- und Reduktionsreaktionen verwendet werden.
- Komplexierungsindikatoren , die zur Quantifizierung von Metallkationen-Komplexierungsreaktionen verwendet werden.
Beispiele für pH-Indikatorreagenzien
- Methylrot ist ein Indikatorreagenz zur Beurteilung von pH-Werten zwischen 4,4 und 6,2. Wenn der pH-Wert der Lösung weniger als 4,4 beträgt, ist die Farbe der Lösung rot; wenn er größer als 6,2 ist, ist die Farbe gelb. pH-Werte zwischen 4,4 und 6,2 erzeugen eine orange Farbe in der Lösung.
- Bromkresolgrün ist ein Indikatorreagenz zur Beurteilung von pH-Werten zwischen 3,8 und 5,4. Die Farbe der Lösung ist gelb, wenn der pH-Wert der Lösung unter 3,8 liegt, und blau, wenn der pH-Wert über 5,4 liegt. Mittlere pH-Werte machen die Farbe der Lösung grün.
Universelles Indikatorreagenz
pH-Indikatorreagenzien ändern ihre Farbe in verschiedenen Bereichen; Wenn wir sie kombinieren, könnten wir eine Bewertung des pH-Werts einer Lösung in einem größeren Bereich haben als dem, den jeder von ihnen entlastet.
Ein universelles Indikatorreagenz enthält Thymolblau, Methylrot, Bromthymolblau und Phenolphthalein. Diese Kombination kann den pH-Wert in einem Bereich von weniger als 3 (rot) bis über 11 (violett) auswerten. Zwischenfarben sind: orange bis gelb (pH 3 bis 6), grün (pH 7 oder neutral) und blau (pH 8 bis 11).
Verwendung von pH-Indikatorreagenzien
pH-Indikatorreagenzien werden verwendet, um schnell einen ungefähren pH-Wert einer Lösung zu erhalten. Für genaue Messungen sollte ein pH-Meter verwendet werden. Sie werden beispielsweise bei einer Titration einer Säure-Base-Reaktion verwendet, um anzuzeigen, dass der gewünschte pH-Wert erreicht wurde.
