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Säure-Base-Indikatoren

Was ist ein Indikator?

Bei allen Säure-Base-Titrationen tritt am Äquivalenzpunkt ein mehr oder weniger großer pH-Sprung auf. Für das Auge sichtbar ist dieser jedoch meist nicht, da die Maßlösung, die zu bestimmenden Stoffe und die bei der Titration entstehenden Salze gewöhnlich farblos sind.

Man setzt der Probelösung deshalb Hilfsstoffe, eben die Säure-Base-Indikatoren, zu. Diese Indikatoren sind organische Farbstoffe, die selbst schwache Säuren bzw. Basen sind und bei ihrer Deprotonierung bzw. Protonierung eine Farbänderung zeigen.

Bei richtiger Auswahl des Indikators erfolgt die Farbänderung im Bereich des pH-Sprunges am Äquivalenzpunkt. Dadurch wird das Ende der Titration angezeigt.

Indikatorumschlag

Ist der Indikator eine Säure (wie z.B. Methylrot) so liegt in Lösung ein Gleichgewicht zwischen der Indikatorsäure HInd und korrespondierenden Base Ind- vor. Bei einem Indikator haben diese beiden unterschiedliche Farben.

Hier kommt Indikatorgleichgewicht!

Versetzt man eine Lösung einer starken Säure mit einigen Tropfen der Indikatorlösung, so wird das Indikator-Gleichgewicht sehr weit auf die Seite des undissoziierten Indikators HInd verschoben. Die Lösung zeigt die Grenzfarbe des Indikators im sauren Bereich.

Im Verlauf der Titration mit einer Base verschiebt sich das Gleichgewicht immer weiter auf die andere Seite bis letztendlich fast nur noch Ind- vorliegt. Die Lösung zeigt dann die Grenzfarbe des Indikators im basischen Bereich.

Bei einem ganz bestimmten pH-Wert, dem Umschlagpunkt des Indikators, ist die Konzentration [HInd] gleich der Konzentration [Ind-]. Die Lösung hat dann die Mischfarbe der beiden Grenzfarben.

AlsUmschlagbereich bezeichnet man den pH-Bereich, in dem visuell der Farbumschlag eines Indikators verfolgt werden kann. Er erstreckt sich ungefähr über einen Intervall von 1 bis 2 pH-Einheiten.

Die Größe des Umschlagbereiches ist bei den verschiedenen Indikatoren unterschiedlich. Dies ist auf die unterschiedliche Empfindlichkeit der menschlichen Augen für die unterschiedlichen Grenzfarben und deren unterschiedliche Farbstärken zurückzuführen.

Strukturformeln

Methylorange:
Struktur Methylorange

Methylrot:
Struktur Methylrot

Phenolphthalein:
Struktur Phenolphthalein

Indikatoren
Indikator Grenzfarbe Umschlagbereich
pH 		Gebrauchslösung
sauer - alkalisch
Thymolblau rot - gelb 1.2 - 2.8 0.04% in 20% Ethanol
Methylorange rot - gelborange 3.1 - 4.4 0.04% in Wasser
Bromkresolgrün gelb - blau 3.8 - 5.4 0.1% in 20% Ethanol
Methylrot rot - gelb 4.4 - 6.2 0.1% in Ethanol
Lackmus rot - blau 5.0 - 8.0 0.2% in Ethanol
Bromkresolpurpur gelb - purpur 5.2 - 6.8 0.1% in 20% Ethanol
Bromthymolblau gelb - blau 6.0 - 7.6 0.1% in 20% Ethanol
Neutralrot rot - gelb 6.8 - 8.0 0.1% in 70% Ethanol
Phenolphthalein farblos - rot 8.2 - 9.8 0.1% in Ethanol
Thymolphthalein farblos - blau 9.3 - 10.5 0.04% - 0.1% in 50% Ethanol
Epsilonblau orange - violett 12.0 - 13.0 0.1% in Wasser