酸、鹼與離子平衡

酸鹼指示劑

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煮一鍋紫甘藍,你就有了一個廚房魔術:滴上一點醋,菜汁變成粉紅;撒一撮小蘇打,它又變成藍綠。這種會變色的染料就是酸鹼指示劑——一種會根據周圍環境是酸是鹼而明顯改變顏色的物質。

指示劑本身就是一種弱酸(或弱鹼),它的酸式和鹼式恰好有著不同的顏色。當 pH 越過某個範圍,兩種形式之間的平衡發生傾斜,你就看到顏色切換。每種指示劑都在它自己狹窄的 pH 區段內變色——酚酞在 8–10 附近,甲基橙在 3–4 附近——所以單一一種染料標記的是尺度上某個特定的區域。

指示劑之所以重要,是因為它把一個看不見的化學量 pH,變得一眼可見,無需任何儀器。它們是滴定的眼睛,是 pH 試紙的核心。要注意的是精度:指示劑只能告訴你處在它變色點的哪一側,所以要得到精確的 pH 讀數,pH 計勝過顏色;而且指示劑必須與你預期發生變化的那個 pH 相匹配。

酚酞在酸裡無色,但在大約 pH 8.3 以上轉為亮粉色。在滴定中,它一直保持澄清,直到最後一滴鹼把溶液推過臨界點,便泛起粉紅,提示你已經到達。

當 pH 越過指示劑狹窄的變色區段時,它的顏色就翻轉。

廣泛指示劑(萬用指示劑)是幾種染料的混合,它們疊加的顏色平滑地掃過整個 pH 範圍,給出那條熟悉的彩虹色試紙條——用來粗略讀數很方便,但其中沒有任何單一染料能在所有 pH 值下都精確。

又稱
酸碱指示剂酸鹼指示劑指示剂指示劑