5. Indikatoren
I.d.R. ist ein Säure-Base-Indikator eine schwache, farbige organische Säure, deren korrespondierende Base eine andere Farbe hat.
HIn + H₂O ⇌ In⁻ + H₃O⁺
Indikatorsäure korrespondierende Indikatorbase
(Farbe 1) (Farbe 2)
Prinzip des kleinsten Zwanges (Le Chatelier):
Eine hohe H₃O⁺-Konzentration drängt das GG nach links. u.U. Pfeile ⇨ rot
Zusatz einer Base verringert H₃O⁺-Konzentration ⇨ GG wird nach rechts gedrängt ⇨ blau
Hinweis: Die Farben sind willkürlich gewählt. Andere Indikatoren ergeben natürlich andere Farben.
Bspw.: Phenolphthalein: Sauer bis neutral = farblos, alkalisch = pink
Berechnung des pH-Wertes einer Lösung (Puffergleich, Henderson-Hasselbalch-Gleichung):
Beispiel:
Lackmus
pKS = 7 KS = 10⁻⁷
a) Berechne das Konzentrationsverhältnis von HIn (rot) zu In⁻ (blau) bei pH = 5!
{slider title="Lösung" open="false" class="icon"}
⇨ 100fach höhere Konzentration an HIn.
{/sliders}
b) Welche Farbe hat der Indikator bei pH = 8?
{slider title="Lösung" open="false" class="icon"}
{/sliders}
c) Welche Farbe liegt bei einem pH = 7 vor?
{slider title="Lösung" open="false" class="icon"}
Mischfarbe (Purpur).
{/sliders}
Der pH-Bereich, in dem die Farbe eines Indikators umschlägt liegt demnach immer beim pKS-Wert der schwachen Säure HIn. Vgl. dazu auch Henderson-Hasselbalch-Gleichung.
Lackmus schlägt im Bereich um pH = pKS = 7 um.