酸、碱与离子平衡
酸碱指示剂
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煮一锅紫甘蓝,你就有了一个厨房魔术:滴上一点醋,菜汁变成粉红;撒一撮小苏打,它又变成蓝绿。这种会变色的染料就是酸碱指示剂——一种会根据周围环境是酸是碱而明显改变颜色的物质。
指示剂本身就是一种弱酸(或弱碱),它的酸式和碱式恰好有着不同的颜色。当 pH 越过某个范围,两种形式之间的平衡发生倾斜,你就看到颜色切换。每种指示剂都在它自己狭窄的 pH 区段内变色——酚酞在 8–10 附近,甲基橙在 3–4 附近——所以单一一种染料标记的是尺度上某个特定的区域。
指示剂之所以重要,是因为它把一个看不见的化学量 pH,变得一眼可见,无需任何仪器。它们是滴定的眼睛,是 pH 试纸的核心。要注意的是精度:指示剂只能告诉你处在它变色点的哪一侧,所以要得到精确的 pH 读数,pH 计胜过颜色;而且指示剂必须与你预期发生变化的那个 pH 相匹配。
酚酞在酸里无色,但在大约 pH 8.3 以上转为亮粉色。在滴定中,它一直保持澄清,直到最后一滴碱把溶液推过临界点,便泛起粉红,提示你已经到达。
当 pH 越过指示剂狭窄的变色区段时,它的颜色就翻转。
广泛指示剂(万用指示剂)是几种染料的混合,它们叠加的颜色平滑地扫过整个 pH 范围,给出那条熟悉的彩虹色试纸条——用来粗略读数很方便,但其中没有任何单一染料能在所有 pH 值下都精确。
又称
另见