Een pH-indicator of zuur-base-indicator is een verbinding dat van kleur verandert oplossing over een smal bereik van pH waarden. Er is slechts een kleine hoeveelheid indicatorverbinding nodig om een zichtbare kleurverandering te produceren.
Bij gebruik als verdunde oplossing heeft een pH-indicator geen significante invloed op de zuurgraad of alkaliteit van een chemische oplossing.
Het principe achter de functie van een indicator is dat deze reageert met water om het waterstofkation H te vormen+ of hydroniumion H3O+. De reactie verandert de kleur van het indicatormolecuul.
Sommige indicatoren veranderen van de ene kleur in de andere, terwijl andere wisselen tussen gekleurde en kleurloze toestanden. pH-indicatoren zijn meestal zwakke zuren of zwakke bases. Veel van deze moleculen komen van nature voor.
Zo zijn de anthocyanen in bloemen, fruit en groenten pH-indicatoren. Planten die deze moleculen bevatten, zijn onder meer bladeren van rode kool, rozenblaadjes, bosbessen, rabarberstelen, hortensiabloemen en papaverbloemen.
Lakmoes is een natuurlijke pH-indicator afgeleid van een mengsel van korstmossen.Voor een zwak zuur met formule HIn zou de chemische vergelijking van het evenwicht zijn:
HIn (aq) + H2O (l) ⇆ H3O+ (aq) + In- (aq)
Bij een lage pH is de concentratie van de hydronium ion is hoog en de evenwichtspositie ligt aan de linkerkant. De oplossing heeft de kleur van de indicator HIn. Bij een hoge pH is de concentratie van hydronium laag, is het evenwicht rechts en heeft de oplossing de kleur van de geconjugeerde basis In-.
Naast pH-indicatoren zijn er nog twee andere soorten indicatoren die in de chemie worden gebruikt. Redox-indicatoren worden gebruikt bij titraties met oxidatie- en reductiereacties. Complexometrische indicatoren worden gebruikt om metaalkationen te kwantificeren.
Voorbeelden van pH-indicatoren
- Methylrood is een pH-indicator die wordt gebruikt om pH-waarden tussen 4,4 en 6,2 te identificeren. Bij een lage pH (4,4 en lager) is de indicatoroplossing rood. Bij een hoge pH (6,2 en hoger) is de kleur geel. Tussen pH 4,4 en 6,2 is de indicatoroplossing oranje.
- Bromocresol groen is een pH-indicator die wordt gebruikt om pH-waarden tussen 3,8 en 5,4 te identificeren. Onder pH 3,8 is de indicatoroplossing geel. Boven pH 5,4 is de oplossing blauw. Tussen pH-waarden van 3,8 en 5,4 is de indicatoroplossing groen.
Universele indicator
Omdat indicatoren van kleur veranderen over verschillende pH-bereiken, kunnen ze soms worden gecombineerd om kleurveranderingen te bieden over een breder pH-bereik.
Bijvoorbeeld, "universele indicator"bevat thymolblauw, methylrood, broomthymolblauw, thymolblauw en fenolftaleïne. Het heeft een pH-bereik van minder dan 3 (rood) tot meer dan 11 (violet). Tussenliggende kleuren zijn oranje / geel (pH 3 tot 6), groen (pH 7 of neutraal) en blauw (pH 8 tot 11).
Maakt gebruik van pH-indicatoren
pH-indicatoren worden gebruikt om een ruwe pH-waarde van een chemische oplossing te geven. Voor nauwkeurige metingen wordt een pH-meter gebruikt.
Als alternatief kan absorptiespectroscopie worden gebruikt met een pH-indicator om de pH te berekenen met behulp van De wet van bier. Spectroscopische pH-metingen met behulp van een enkele zuur-base-indicator zijn nauwkeurig tot op één pKa-waarde. Het combineren van twee of meer indicatoren verhoogt de nauwkeurigheid van de meting.
Indicatoren worden gebruikt bij een titratie om de voltooiing van een zuur-base-reactie aan te geven.