Hvorfor ændrer Phenolphthalein farve?

De fleste kender udtrykkene sur eller alkalisk fra almindelige husholdningsstoffer, men funktionen af pH-indikatorer er meget mere avanceret. En sådan indikator, phenolphthalein, er normalt farveløs, men spænder fra lyserød til lilla, når den udsættes for alkaliske opløsninger.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Phenolphthalein bliver lyserød, når den udsættes på stoffer over en pH på 8,2- og bliver lilla ved endnu højere pH-værdier. Denne farveændring er et resultat af ionisering, der ændrer formen og ladningen af phenolphthaleinmolekyler. Dette får det til at blokere det blå lysspektrum, når det udsættes for alkaliske stoffer, hvilket producerer en lyserød til lilla nuance. forbindelse, der har en kemisk formel af C <20H _{14O 4. Denne forbindelse tjener primært som en pH-indikator, så kemikere let kan teste, om et stof er en syre eller en base. Tidligere har medicinske udbydere også anvendt phenolphthalein som et afføringsmiddel, men dets svære bivirkninger og potentiale som kræftfremkaldende middel (kræftfremkaldende middel) fik Food and Drug Administration til at forbyde det til denne brug i 1999.
Phenolphthalein and the pH-skala}

pH-skalaen løber fra 0 til 14 med sure stoffer, der registrerer mindre end 7 i skalaen, og alkaliske stoffer, der registrerer over 7 på skalaen. En aflæsning på 7 indikerer en neutral pH som rent vand. I almindelig praksis bruger kemikere lakmuspapir til at måle pH-værdien af en forbindelse; papiret bliver rødt, når det dyppes i syrer og blåt, når det dyppes i baser.

Phenolphthalein fungerer noget anderledes, da det er naturligt farveløst, men bliver lyserødt i alkaliske opløsninger. Forbindelserne forbliver farveløse i hele området af sure pH-niveauer, men begynder at blive lyserøde ved et pH-niveau på 8,2 og fortsætter til en lys lilla i stærkere alkaliner. Hvordan Phenolphthalein ændrer farve

Denne forbindelses farveændring sker gennem en proces kaldet ionisering. Ionisering sker, når et molekyle vinder eller mister elektroner, hvilket giver molekylet en negativ eller positiv elektrisk ladning. Ioniserede molekyler tiltrækker andre molekyler med den modsatte ladning og afviser dem med den samme ladning. Med phenolphtalein påvirker dette også molekylets form.

Kombinationen af form og elektrisk ladning bestemmer, hvordan et molekyle reagerer på lys. Normalt er phenolphtalein klart, fordi alle lysfarver passerer gennem det. Når de udsættes for alkaliske opløsninger, begynder det at blokere de blå farver i spektret, der bliver det lyserosa. Jo stærkere den alkaliske opløsning er, jo mere ændres phenolphthaleinmolekylet, og jo mørkere vil den lyserøde nuance være.