Zuur-base-indicatoren
Fenolftaleïne blijft kleurloos in elke oplossing onder pH 8.3 en wordt daarboven roze.
Sleep om te draaien. Scroll of knijp om te zoomen.
Boyle merkte in 1680 dat zuren sommige plantaardige kleurstoffen laten verkleuren. Sindsdien gebruiken chemici dit om zonder instrument de pH te schatten. Een zuur-base-indicator is een kleurstof waarvan de kleur afhangt van de oxoniumionconcentratie. Indicatoren zijn zelf zwakke zuren of basen. Hun twee vormen, met en zonder het extra proton, hebben verschillende kleuren.
Hoe een kleurstof de pH waarneemt
Schrijf de indicator als HIn. In water is die in evenwicht met zijn geconjugeerde base: HIn + H₂O ⇌ H₃O⁺ + In⁻. Bij methyloranje is HIn rood en In⁻ geel; de zuurconstante is Ka = 4.0 × 10⁻⁴. Extra H₃O⁺ bij toevoeging van zuur verschuift het evenwicht naar links: de rode vorm overheerst. Een base verwijdert H₃O⁺ en verschuift naar rechts, naar geel. De zichtbare kleur hangt van de verhouding tussen In⁻ en HIn af.
De Henderson-Hasselbalchvergelijking verbindt die verhouding met pH: pH = pKa + log([In⁻]/[HIn]). Bij pH gelijk aan pKa zijn beide vormen even talrijk en zie je een mengkleur, oranje bij methyloranje. Het oog ziet pas verschil wanneer één vorm duidelijk overheerst. Daarom loopt de zichtbare omslag over een interval, het omslagtraject, ongeveer pKa ± 1. Voor methyloranje, met pKa = −log(4.0 × 10⁻⁴) = 3.40, loopt dat van circa pH 3.1 (rood) tot 4.4 (geel).
Vier veelgebruikte indicatoren
Elke indicator is alleen vlak bij zijn eigen omslagtraject nuttig. Methyloranje is onder circa 3.1 rood en boven 4.4 geel. Het onderscheidt dus geen zwak zuur bij pH 5 van een sterke base bij pH 13: beide zijn geel. Lakmoes gaat van rood naar blauw over het ongewoon brede bereik van circa pH 5 tot 8, handig voor een snelle zuur-basetest rond 7. Broomthymolblauw gaat tussen circa 6.0 en 7.6 van geel via groen rond neutraal naar blauw. Fenolftaleïne is onder pH 8.3 kleurloos en wordt tot circa 10 roze tot diep magenta. Gepubliceerde grenzen verschillen per bron enkele tienden, omdat de overgang geleidelijk is en ogen verschillen.
Meerdere indicatoren samen verkleinen het mogelijke bereik. Stel dat een onbekende oplossing methyloranje geel maakt, broomthymolblauw groen en fenolftaleïne kleurloos laat. Geel methyloranje betekent boven 4.4, groen broomthymolblauw tussen 6.0 en 7.6, kleurloze fenolftaleïne onder 8.3. Samen plaatsen ze de pH tussen 6.0 en 7.6. Universeelindicator en pH-papier gaan verder: meerdere kleurstoffen zorgen dat de kleur over een breed pH-bereik stap voor stap verandert.
Zo kies je ook een titratie-indicator, wanneer zuur en base tot exacte neutralisatie worden gemengd. De indicator moet verkleuren waar de pH bij het eindpunt springt, niet ergens op de langzame stijging ervoor. Een zwak zuur met een sterke base heeft het equivalentiepunt boven pH 7, bij 0.100 M azijnzuur op 8.72. Daarom werkt fenolftaleïne wel en methyloranje niet. Het laatste hoofdstuk toont de volledige krommen.
| Indicator | pH-bereik (ongeveer) | Kleur, van zuur naar basisch |
|---|---|---|
| Methyloranje | 3.1 tot 4.4 | van rood naar geel |
| Lakmoes | 5 tot 8 | van rood naar blauw |
| Broomthymolblauw | 6.0 tot 7.6 | van geel naar blauw |
| Fenolftaleïne | 8.3 tot 10.0 | van kleurloos naar roze |
| Methyloranje | Rood onder 3.1, geel boven 4.4 |
| Lakmoes | Rood in zuur, blauw in base (circa 5 tot 8) |
| Broomthymolblauw | Geel onder 6.0, blauw boven 7.6 |
| Fenolftaleïne | Kleurloos onder 8.3, roze daarboven |
| Omslagtraject | Ongeveer pKa ± 1 van de indicator |
- Welke kleur heeft fenolftaleïne bij pH 7?
- Kleurloos
- Roze
- Geel
- Blauw
- Welke kleur heeft methyloranje bij pH 2?
- Rood
- Geel
- Blauw
- Kleurloos
- Broomthymolblauw ziet er groen uit. De pH ligt waarschijnlijk…
- Tussen 6.0 en 7.6
- Onder 3
- Boven 10
- Precies op 14
- Methyloranje heeft Ka = 4.0 × 10⁻⁴. Wat is pKa op twee decimalen?
- Waarom onderscheidt methyloranje pH 5 niet van pH 13?
- Het is in beide gevallen geel
- Het is in beide gevallen rood
- Het lost alleen op in zuur
- Het reageert met water
- Het omslagtraject van een indicator is ongeveer…
- pKa ± 1
- Altijd van 6 tot 8
- pKa ± 5
- Eén exacte pH-waarde
- Een oplossing maakt methyloranje geel en laat fenolftaleïne kleurloos. De pH ligt tussen 4.4 en…
- Indicatoren zijn…
- Zwakke zuren of zwakke basen
- Sterke zuren
- Metalen
- Zouten die niet oplossen
- Welke indicator heeft het breedste omslagtraject?
- Lakmoes
- Methyloranje
- Broomthymolblauw
- Fenolftaleïne
- Een indicator is een zwak zuur of een zwakke base met verschillend gekleurde HIn- en In⁻-vormen.
- De zichtbare overgang ligt rond pKa ± 1.
- Methyloranje 3.1 tot 4.4, lakmoes circa 5 tot 8, broomthymolblauw 6.0 tot 7.6, fenolftaleïne 8.3 tot 10.
Bronnen van deze cursus (10)
- OpenStax Chemistry 2e (openstax.org/books/chemistry-2e): 4.2 neutralization and antacids (stomach roughly 0.03 M HCl, milk of magnesia Mg(OH)2, Al(OH)3)
- 14.1 Brønsted-Lowry acids and bases (Boyle 1680, Davy 1815, Arrhenius 1884, Brønsted and Lowry 1923, autoionization about two in a billion molecules, Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ at 25 °C, about 5.6 × 10⁻¹³ at 100 °C)
- 14.2 pH and pOH (pH = −log[H3O+], stomach acid 1.2 × 10⁻³ M gives 2.92, vinegar about 4 × 10⁻³ M gives 2.4, blood 7.3, KOH 0.0125 M gives 12.10, neutral pH 6.31 at 80 °C, rainwater 5 to 6, acid rain below 5, pH meter resolution 0.001, Figure 14.2: 1 M HCl 0, gastric juice about 1.5, lime juice about 2, wine about 3.5, coffee about 5, milk of magnesia about 10.5)
- 14.3 relative strengths (six strong acids and six strong bases, Ka, percent ionization, 0.100 M acetic acid 1.3%)
- 14.6 buffers (normal blood pH about 7.4)
- 14.7 titrations (25.00 mL of 0.100 M HCl or acetic acid with 0.100 M NaOH, Table 14.2, equivalence pH 7.00 and 8.72, half-equivalence pH = pKa, Ka acetic acid 1.8 × 10⁻⁵, methyl orange Ka 4.0 × 10⁻⁴ red HIn and yellow In⁻, interval about pKa ± 1, phenolphthalein colourless below pH 8.3)
- LibreTexts Acid-Base Indicators (litmus about 5 to 8, methyl orange 3.1 to 4.4, phenolphthalein 8.3 to 10.0; chem.libretexts.org) and bromothymol blue 6.0 to 7.6 yellow to blue (Prairie South indicator table via LibreTexts Chemistry 30)
- PubChem acetic acid pKa 4.76 at 25 °C, sodium bicarbonate 0.1 M pH 8.3, ammonia 0.1 N pH 11.1, sodium hydroxide (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
- NOAA Ocean acidification (noaa.gov: surface ocean pH has fallen by 0.1 since the industrial revolution, about a 30 percent increase in acidity)
- IUPAC CIAAW abridged standard atomic weights.
Geraadpleegd: 2026-10-17