指示剂的变色原理

　　酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱或酸具有不同的颜色。现以酚酞指示剂为例加以说明。

　　酚酞是一有机弱酸，其Ka=6×10-10，它在溶液中的离解平衡可用下式表示：

　　从离解平衡式可以看出，当溶液由酸性变化到碱性，平衡向右方移动，酚酞由酸式色转变为碱式色，溶液由无色变为红色；反之，由红色变为无色。

　　现以弱酸性指示剂为例说明指示剂的变色与溶液中pH值之间的关系。如前所述，弱酸性指示剂在溶液中的离解平[医学..教育网搜集整.理]衡可用下式表示为：

　　平衡时，则有

　　KIn为指示剂的离解平衡常数，称为指示剂常数。在一定温度下KIn为一个常数。上式可改写为

　　上式表明在一定酸度范围内[In-]和[HIn]的比值决定了溶液的颜色。而溶液的颜色是由指示剂常数KIn和溶液的酸度pH两个因素决定的。对一定指示剂在一定温度下KIn是一个常数。因此溶液的颜色就完全决定于溶液的pH值了。

　　溶液中指示剂颜色是两种不同颜色的混合色。当两种颜色的浓度之比是10或10以上时，我们只能看到浓度较大的那种颜色。一般认为，能够看到颜色变化的指示剂浓度比[In-]/[HIn]的范围是1/10～10。如果用溶液的pH值表示，则为

　　[H+]=10KIn pH=pKIn-1

　　pH=pKIn+1

　　由此可见，当pH值在pKIn-1以下时，溶液只显酸式的颜色；pH值在pKIn+1以上时，只显指示剂碱式的颜色。pH在pKIn-1到pKIn+1之间，我们才能看到指示剂的颜色变化情况。故指示剂的变色范围为

　　pH=pKIn±1

　　因此，指示剂的变色范围是两个pH单位。但实验测得的指示剂变色范围并不都是2个pH单位，而是略有上下，这是由于实验测得的指示剂变色范围是人目视确定的。人眼对不同颜色的敏感程度不同，观察到的变色范围也不同。