
【化】 acid-base indicator; pH indicator
酸堿指示劑(英文:Acid-Base Indicator)是一種通過顔色變化來定性或半定量檢測溶液酸堿性的化學物質。其核心原理是分子結構隨pH值改變而發生可逆變化,導緻吸收光譜改變從而呈現不同顔色。以下是詳細解釋:
酸堿指示劑通常是有機弱酸或弱堿,其共轭酸/堿形式具有顯著顔色差異。以酚酞為例,其分子結構在酸性環境中(pH < 8.2)為無色内酯式,堿性環境中(pH > 10.0)轉化為紅色醌式結構,反應可表示為:
$$ce{HIn + OH- <=> In- + H2O}$$
(HIn為酸式色,In⁻為堿式色)
來源:IUPAC《分析化學術語》
指示劑顔色變化的pH區間,由人眼對顔色敏感度決定。例如甲基橙的變色範圍為pH 3.1(紅)至4.4(黃)。
當[HIn] = [In⁻]時,pH = pKₐ,此時顔色為中間色調。酚酞的pKₐ≈9.4。
來源:《分析化學基礎》(高等教育出版社)
指示劑名稱 | 英文名 | 酸式色 | 堿式色 | 變色範圍(pH) |
---|---|---|---|---|
甲基橙 | Methyl Orange | 紅色 | 黃色 | 3.1–4.4 |
溴甲酚綠 | Bromocresol Green | 黃色 | 藍色 | 3.8–5.4 |
酚酞 | Phenolphthalein | 無色 | 粉紅 | 8.2–10.0 |
石蕊 | Litmus | 紅色 | 藍色 | 4.5–8.3 |
來源:NIH《實驗室安全指南》
來源:ACS《分析化學實踐标準》
權威參考來源:
- 國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)術語庫:https://goldbook.iupac.org/terms/view/A00073
- 美國化學會(ACS)試劑标準:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ac50005a040
- 中國國家标準《化學試劑 指示劑pH變色域測定通則》(GB/T 603-2023)
酸堿指示劑是一類通過顔色變化來檢測溶液酸堿性的化學試劑,其核心原理基于分子結構變化引起的顔色差異。以下是詳細解釋:
酸堿指示劑(也稱pH指示劑)通常是弱有機酸或弱有機堿(如酚酞、甲基橙等),它們的分子和對應的離子形式(酸式/堿式)具有不同顔色。例如,酚酞在酸性溶液中以無色分子形式存在,在堿性溶液中轉化為紅色離子。
指示劑 | 酸性顔色 | 堿性顔色 | 典型應用場景 |
---|---|---|---|
石蕊試液 | 紅色 | 藍色 | 實驗室快速檢測酸堿 |
酚酞試液 | 無色 | 紅色 | 強堿滴定終點的判定 |
甲基橙 | 紅色 | 黃色 | 強酸滴定終點的判定 |
早期人類使用天然植物色素(如紫羅蘭汁)作為指示劑,19世紀後合成指示劑(如酚酞)逐步取代天然材料,應用範圍擴展至更多科學領域。
通過以上分點解釋,可全面理解酸堿指示劑的定義、原理及實際意義。如需更詳細數據(如具體實驗操作),可參考權威化學教材或專業文獻。
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