Колориметрические методы определения реакции среды основаны на свойстве кислотно-основных индикаторов изменять свою окраску в зависимости от активности ионов водорода в растворе.
Кислотно-основные индикаторы представляют собой сложные органические вещества: это слабые электролиты, обладающие кислотными или основными свойствами. Любой индикатор такого рода диссоциирует в растворе по уравнению:
HInd D H+ + Ind-,
IndOH D Ind+ + OH-, где:
HInd и IndOH - молекулярная форма индикатора;
Ind- и Ind+- ионная форма индикатора.
Окраска раствора, в котором индикатор находится в молекулярной форме, отличается от окраски раствора, содержащего индикатор в ионной форме. Например, в нейтральном растворе фенолфталеина, обладающего слабыми кислотными свойствами, равновесие сдвинуто влево, и бесцветная молекулярная форма преобладает над ионной формой. Поэтому раствор бесцветен:
HInd D H+ + Ind-,
бесцветная форма малиновая окраска
Прибавление в раствор щелочи вызовет смешение равновесия вправо, что характеризуется усилением окраски, характерной для ионной формы индикатора и раствор становится малиновым.
Таким образом, переход одной окраски, характерной для молекулярной формы кислотно-основного индикатора, в другую, свойственную его ионной форме, происходит под влиянием Н+ или ОН- ионов, то есть зависит от рН раствора.
Изменение окраски индикаторов в зависимости от реакции среды.
Индикатор | Окраска в среде | ||
Кислая среда | Нейтральная среда | Щелочная среда | |
Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | малиновый |
Метилоранж | красный | оранжевый | желтый |
Лакмус | красный | фиолетовый | синий |