Fenolftaleinindikatorn gör det möjligt för kemister att visuellt identifiera om ett ämne är en syra eller en bas. Färgförändringen i fenolftalein är ett resultat av jonisering, och detta förändrar formen på fenolftaleinmolekylerna.
Vad är fenolftalein?
Fenolftalein (uttalas fee-nawl-thal-een), ofta förkortat till phph, är en svag syra. Denna svagt sura förening är ett vitt till gult kristallint fast ämne. Det löser sig lätt i alkoholer och är lätt lösligt i vatten. Fenolftalein är en stor organisk molekyl med den kemiska formeln C20H14.
Jonisering och fenolftaleinindikator
Jonisering sker när en molekyl får eller förlorar elektroner, och detta ger molekylen en negativ eller positiv elektrisk laddning. Joniserade molekyler attraherar andra molekyler med motsatt laddning och stöter bort de med samma laddning.
Fenolftalein är en svag syra och är färglös i lösning även om dess jon är rosa. Om vätejoner (H+, som hittats i en syra) sattes till den rosa lösningen, jämvikten ändrades och lösningen skulle vara färglös. Tillsats av hydroxidjoner (OH–, som hittats i baser) kommer att ändra fenolftalein till sin jon och göra lösningen rosa.
Struktur av fenolftalein
Fenolftaleinindikatorn har två olika strukturer baserat på om den är i en alkalisk (rosa) eller sur (färglös) lösning. Båda strukturerna absorberar ljus i det ultravioletta området, ett område som inte är tillgängligt för det mänskliga ögat. Den rosa formen absorberar dock också i det synliga ljusspektrumet.
Orsaken till absorptionen av synligt ljus är strukturen hos den rosa formen av fenolftaleinindikatorn. På grund av jonisering är elektronerna i molekylen mer delokaliserade än i den färglösa formen. Kortfattat är delokalisering när elektroner i en molekyl inte är associerade med en enda atom, utan istället är spridda över mer än en atom.
En ökning av delokaliseringen förskjuter energigapet mellan molekylära orbitaler. Det behövs mindre energi för att en elektron ska kunna hoppa in i en högre orbital. Absorptionen av energi finns i det gröna området, 553 nanometer, av ljusspektrumet.
Det mänskliga ögat uppfattar en rosa nyans i lösningen. Ju starkare den alkaliska lösningen är, desto mer förändras fenolftaleinindikatorn och desto mörkare blir den rosa färgtonen.
Phenolphtalein pH-intervallet
pH-skalan går från 0 till 14, med ett pH på 7 som neutralt. Ett ämne under pH 7 anses vara surt; över pH 7 anses vara basiskt.
Fenolftalein är naturligt färglöst men blir rosa i alkaliska lösningar. Föreningen förblir färglös genom hela området för sura pH-nivåer men börjar bli rosa vid en pH-nivå på 8,2 och fortsätter till en ljus magenta vid pH 10 och högre.
Tillverkning och användning av fenolftalein
I 1871 upptäckte den tyske kemisten Adolf von Baeyer fenolftalein genom att smälta fenol och ftalsyraanhydrid i närvaro av svavelsyra eller zinkklorid, den tillverkningsprocess som fortfarande används idag.
I kemilaboratoriet används fenolftalein mest i syra-bas titrering. En lösning med känd koncentration tillsätts försiktigt till en lösning med okänd koncentration. Fenolftaleinindikatorn tillsätts till den okända koncentrationen. När lösningen övergår från färglös till rosa (eller vice versa), titreringen eller neutraliseringspunkten har uppnåtts och den okända koncentrationen kan beräknas.
I tidigare har fenolftalein använts som ett laxermedel. Det var en beståndsdel av Ex-Lax för receptfri lindring av förstoppning. Det förbjöds dock att användas i USA 1999 efter att forskning visat att det kan vara cancerframkallande (cancerframkallande medel).
