指示劑能變色的原理（指示劑變色瞬間發生了什麼）

2023-05-06 21:08:06 2

說起指示劑，大家一定都不陌生，分析化學中常用各種指示劑來表明反應進行了多少，是否完全反應等信息，中學階段，老師還會介紹幾種指示劑，例如石蕊、酚酞、甲基橙……這些都是常見的酸鹼指示劑，那麼指示劑變色的時刻發生了什麼？

指示劑的發現可以追溯到兩三百年前，那時波義爾正在做實驗，有人送給他一盆紫羅蘭，他隨手把一朵花剪下來放在實驗室。一次助手不小心把鹽酸潑灑到花瓣上，波義爾立刻用水清洗，花瓣變成了紅色，波義爾意識到鹽酸可能使花瓣變紅，他端來那一盆花，把花瓣浸入當時已知的幾種酸溶液中，花瓣都變成了紅色。他覺得以後想知道溶液是不是酸性的，就用紫羅蘭花瓣鑑別。這便是最初的指示劑，後來他發現石蕊的浸出液在酸性溶液中顯紅色，鹼性溶液中顯藍色，於是用它作指示劑。隨著科學技術的不斷發展，更多指示劑相繼與大家見面了。

大家或許親自做過或看其他人做過一個吹氣使紫甘藍汁變色的實驗，把紫甘藍榨成汁，然後用吸管對其吹氣，過不了多長時間，紫色的甘藍汁變成了紅色。這是因為甘藍中含有花青素，花青素也可以作為酸鹼指示劑，其變色規律與石蕊相似，遇酸變紅，遇鹼變藍。這和花朵開放到凋謝的過程中變色的原理相似。

指示劑變色的時候，發生了什麼?這個過程有化學反應嗎？

大家可能認為石蕊本身是紫色的，其實不然。石蕊以分子狀態存在的時候是紅色的。在酸性溶液中主要以分子的形式存在，呈紅色，在鹼性溶液中發生較多的電離，石蕊電離產生藍色的陰離子和無色的氫離子，當陰離子濃度較大時，溶液變成藍色。當在純淨水或中性溶液中，紅色分子和藍色陰離子的濃度基本相同，於是溶液就呈現紫色了。

酚酞的變色範圍是8.2到10.0，在這個範圍之內是淺紅色的，當然，酚酞本身的顏色也不是淺紅色，酚酞以分子狀態存在時是無色的。當溶液酸性較強的時候，酚酞主要以分子狀態存在，呈無色。當溶液鹼性較強的時候，酚酞發生較多電離產生紅色的陰離子，這樣溶液就變成紅色了。但是，需要注意的是，當溶液鹼性過強時，生成的紅色離子不穩定，溶液會褪成無色。