Indikatoren in der Chemie

Indikatoren sind im Allgemeinen Hilfsmittel, die bestimmte Informationen anzeigen sollen. Ein pH-Indikator ist ein Farbstoff, der durch Farbänderung anzeigt, ob eine Lösung sauer oder basisch ist. Wollen wir also wissen, ob eine Lösung sauer oder basisch ist, geben wir einen bis zwei Tropfen des Indikators zu der Lösung und können anhand der Farbe, welche der Indikator annimmt, erkennen, um welches Milieu es sich handelt.

Jeder Indikator ändert seine Farbe an einem bestimmten Punkt (wenn der pHWert gleich dem pKS-Wert ist). Dieser Punkt ist allerdings mit dem bloßen Auge nicht genau erkennbar, daher werden bei Indikatoren immer Umschlagsbereiche angegeben.

Aber wie kann ein Indikator anzeigen, ob es sich um eine saure oder eine basische Lösung handelt? Dazu muss der Farbstoff selbst eine schwache Base oder eine schwache Säure sein und mit den Säuren und Basen der Lösung reagieren:

mit HInd als Indikator mit H+ und Ind− als Indikator ohne H+.

Je nachdem, wie hoch die Konzentration der Oxoniumionen ist, liegt der Indikator mit oder ohne Proton vor (das Gleichgewicht wird abhängig von der Konzentration verschoben – siehe Prinzip von Le Chatelier).

Jetzt stellt sich noch die Frage, warum Indikatoren durch Reaktionen mit Säuren oder Basen ihre Farbe ändern. Die meisten Indikatoren bestehen aus aromatischen Systemen mit einem großen delokalisierten π-Elektronensystem. Dadurch sind die Indikatoren farbig. Durch das Deprotonieren ändert sich die Größe des delokalisierten Systems, wodurch Licht einer anderen Wellenlänge absorbiert wird und somit eine andere Farbe entsteht. Das Thema Farbigkeit können wir im Lernheft Organische Chemie im Kapitel Farbstoffe nachlesen.

Es gibt prinzipiell viele verschiedene Indikatoren. In der Küche finden wir den Indikator Blaukrautsaft. Im Labor werden allerdings eher Indikatoren wie Phenolphthalein, Thymolblau oder der Universalindikator (Kombination aus verschiedenen Indikatoren – daher hat er sehr viele Umschlagsbereiche) verwendet. Welchen am besten zu verwenden sind, hängt immer davon ab, zu welchem Zweck wir ihn benötigen.