Säure-Base-Indikatoren

Indikatoren sind schwache organische Säuren und Basen, die in der Lage je nach pH-Wert ihre Farbe zu ändern. Somit zeigen sie an ob eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch ist, daher auch der Name Indikator (griech.: ). Indikatoren haben eine intensive Eigenfärbung sodass schon geringe Mengen ausreichen um den Farbumschlag bei Veränderung des pH-Werts anzuzeigen.

Der Grund für diese besondere Eigenschaft von Säure-Base-Indikatoren ist, dass ihre protonierte Form (im sauren Milieu) eine andere Farbe aufweist als deprotonierte Form im alkalischen Bereich. Da sie selbst schwache Säuren oder Basen sind dissozieren sie gemäß ihres pKs-Werts. Sie beeinflussen somit also auch den pH-Wert einer Lösung. Deswegen werden sie bei der quantitativen Bestimmung einer Lösung auch nur in sehr geringen Mengen eingesetzt (oft reicheen schon 2-3 Tropfen aus).

HIn (aq) H+ (aq) + In- (aq)
Farbe A   Farbe B

Ein sehr gebräuchlicher Indikator ist das Phenolphtalein. Als Reinsubstanz ist es eine farblose, pulvrige organische Verbindung. Für die Titration werden sehr verdünnte saure Lösungen des Indikators verwendet.

Im sauren Bereich ist der Indikator farblos, da die Konzentration der dissozierten Ionen sehr gering ist. Überführt man ihn jedoch in eine alkalische Lösung so nimmt die Dissoziation der Verbindung unter Bildung rosa gefärbten Anionen rasch zu. Der pH-Wert-Bereich des Farbumschlag liegt zwischen 8,2 und 10. 

Ein weiterer bekannter Indikator ist Lackmus. Die organische Verbindung ist im reinen Zustand ein blau bis violetter Feststoff, welcher sich aus verschiedenen Flechtenarten gewinnen lässt. Wie das Phenolphtalein wird auch dieser Indikator als verdünnte Lösung oder Tinktur eingesetzt um pH-Werte von Lösungen zu bestimmen. Die für den Farbumschlag verantwortliche Substanz im Lackmus ist ein riesiges Molekül ein so genanntes Polymer.

Ein Beispiel für einen Indikator im Alltag ist der Saft des Rotkohls. In ihm ist das so genannte Cyanidin enthalten. Dieses ist in der Lage mehrere Protonen abzuspalten und verfügt somit über ein breites Farbspektrum, das sich von rot über rosa und violett bis hin zu einem tiefblauen bis grünen Farbton erstreckt.

Für eine Titration muss immer ein spezifischer Indikator gewählt werden. Der Farbumschlag des Indikator soll möglichst nah am Äquivalenzpunkt der Titrationskurve liegen. Deshalb ist es wichtig, dass man die jeweiligen Umschlagsbereiche der Indikatoren kennt und danach den richtigen Indikator für eine Titration auswählt.

Skizze: Umschlagsbereiche der wichtigsten Indikatoren

Um schnell und einfach pH-Werte von unbekannten Lösungen zu bestimmen gibt es Universalindikatoren. Sie stellen eine Mischung aus verschiedenen Indikatoren dar und zeigen je nach Protonen-Konzentration der Lösung eine bestimmte Farbe an. Damit der pH-Wert anhand der Färbung der Lösung möglichst genau bestimmt werden kann muss die Lösung mit einer pH-Skala verglichen werden. Universalindikatoren gibt als Flüssigkeiten sowie als Universalindikatorpapier.

 

 

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