化学指示剂——定义、类型、示例

每当我们参观实验室时，我们都会发现那里保存着许多化学物质。这些所有化学物质可能看起来与我们相似，但事实并非如此。其中一些可能是酸、碱或盐。借助瓶子上的标签，我们可以轻松识别这些化学品。但是，如果您想知道没有标签的化学物质是酸还是碱怎么办。您有没有想过科学家如何在实验室中识别酸或碱，或将化学反应的产物分类为酸或碱？这就是指标对我们真正有帮助的地方。让我们讨论本文中的指标。在我们研究什么是指示剂及其类型之前，我们将讨论什么是酸和碱：

• 酸：在过去，任何尝起来酸的东西都被认为是酸。根据酸的现代定义，任何可以将氢离子提供给另一个分子或化合物的化合物都是酸。换句话说，我们可以说任何可以释放 H+ 离子并且仍然存在的分子都是已知的酸。酸通常具有酸味，可以是强酸或弱酸。
• 基料：在过去，任何味道苦涩的东西都被认为是基料。根据碱的现代定义，任何可以接受由酸释放的氢离子的化合物都称为碱。换句话说，我们可以说任何可以从酸中接受 H+ 离子并且仍然存在的分子都是已知的碱。

水溶性碱称为碱。酸和碱相互反应生成盐和水。该反应称为中和反应。

酸+碱→盐+水

例如

HCl（酸）+ NaOH（碱）→ NaCl（盐）+ H ₂ ​O（水）

什么是化学指示剂？

Indicators are weak acids or weak bases that show a change in colour as the concentration of Hydrogen ions in a solution changes or the pH of a solution changes. The indicators dissociate slightly in the water to form ions. 

Some examples of indicators are Litmus, turmeric, phenolphthalein, etc.

任何能够提供视觉证据表明溶液中存在或不存在化学物质（例如溶液中的酸或碱）的阈值浓度的通常通过颜色变化的材料称为化学指示剂。例如，一种称为甲基黄的化学物质使碱性溶液呈黄色。当逐渐加入酸时，溶液保持黄色，直到所有的碱都被中和，此时溶液变成红色。

指标类型

指标主要有两种：

1. 自然指标：在环境中自然产生的指标称为自然指标。例如石蕊、姜黄等。
2. 人工指示剂：通过某些化学反应而不是自然获得的或在实验室中人工制备的指示剂为人工指示剂。如酚酞、甲基橙等。
3. 嗅觉指示剂：这些指示剂在添加到酸或碱中时不会显示颜色变化但气味会发生变化。因此，嗅觉指标是那些气味随介质性质而变化的指标，无论是酸性还是碱性。

自然指标

Natural Indicator is a sort of indicator that may be found in nature and can be used to detect whether a material is acidic or basic. Red cabbage, turmeric, grape juice, turnip peel, curry powder, cherries, beetroots, onion, tomato, and other natural indications are examples.

例如，绣球花可以告诉你土壤是酸性还是碱性。如果土壤是酸性的，花朵会变成蓝色，如果土壤是中性的，花朵会变成紫色，如果土壤是碱性的，花朵会变成粉红色。颜色强度取决于土壤中酸或碱的数量。深蓝色的花朵在酸性极强的土壤中开花，而深粉色的花朵在强碱性土壤中开花。

以下是一些常用的自然指标：

• 石蕊：石蕊从地衣中获得，是从地衣中获得的水溶性染料的混合物。石蕊通常被制成可溶性染料，然后被吸收到纸上，然后称为石蕊纸。石蕊的天然颜色是紫色。石蕊可用于测试化合物是酸还是碱。红色石蕊试纸在碱性溶液中变成蓝色，在酸性溶液中不显示任何颜色变化。蓝色石蕊试纸在酸性溶液中变红，在碱性溶液中没有颜色变化。中性石蕊在酸性和碱性溶液中分别变成红色和蓝色。

• 姜黄：姜黄是一种天然存在的指示剂，通常被称为Haldi。它的颜色是亮黄色。姜黄糊可用于测试酸或碱。在酸性介质中，姜黄呈黄色，不显示任何颜色变化，而在碱性溶液中，其颜色变为红色。

• 红甘蓝指示剂：红甘蓝通常用作蔬菜，但其提取物也可用作指示剂。红甘蓝是一种天然的指示剂。红甘蓝含有一种色素花青素，它负责红甘蓝在酸或碱中的颜色变化。红甘蓝提取物用作指示剂。红卷心菜自然呈深紫色。红甘蓝提取物在 pH < 7 的酸性介质中变为红色，在 pH > 7 的碱性或碱性介质中变为蓝绿色。

人工（或合成）指标

Synthetic indicators, often known as artificial indicators, are acid-base indicators that are made from artificial chemicals.

以下是下面讨论的一些人工或合成指标：

• 甲基橙：甲基橙也是一种指示剂，在酸和碱中显示颜色变化。它最初是橙色的。甲基橙只能在无机酸和强碱的情况下使用。它不能识别弱酸或弱碱。在酸性介质中，甲基橙变成红色，而在碱性介质中，它变成黄色。甲基橙的结构如下图所示：

• 酚酞：酚酞是一种水溶性染料，呈深紫色。它以溶液的形式用于测试酸和碱。在酸性介质中，它变成无色，而在碱性介质中，它变成浅粉红色。它主要用于酸碱滴定。酚酞在酸性和碱性介质中的颜色如下图所示：

What are the Universal Indicators?

The common indicators may or may not show colour change over a wide range of pH but only for a small range. This makes it difficult to identify the acids or bases. This problem is solved by universal indicators. Multiple indicators are mixed to form universal indicator which change their colour over a wide range of pH values.

嗅觉指标：

嗅觉指示剂是一种化学物质，它会根据其与酸性或碱性溶液的结合而改变其气味。在实验室中，嗅觉指示剂可用于确定溶液是碱性溶液还是酸性溶液，这种技术称为嗅觉滴定。简单地定义，嗅觉标记是酸性和碱性溶液中具有不同气味的化合物。例如，香草精、洋葱和丁香油等具有不同的香气。嗅觉指示剂对于识别视障学生的酸或碱非常有帮助。

一些嗅觉指标如下：

• 洋葱提取物：洋葱提取物可以通过将水煮沸并加入切碎的洋葱来获得。当水冷却时，洋葱提取物就准备好了。洋葱提取物显示酸和碱气味的变化。当它被添加到酸中时，它会保留其刺鼻的气味，但在碱中，它会变得完全无味。
• 香草精：香草精的作用就像洋葱提取物。它在酸性溶液中保持其宜人的气味，但在碱性介质中失去其气味。

以下是酸和碱中的指示剂及其颜色列表：

Indicator	Colour in Acid	Colour in Base
Methyl orange	Red	Yellow
Phenolphthalein	Colourless	Pink
Litmus	Red	Blue
Turmeric	No change	Reddish Brown
Red cabbage extract	Red	Bluish Green
Onion extract	No colour change Retains its smell	No colour change Becomes odourless
Vanilla Extract	No colour change  Retains its pleasant smell	No colour change  Loses its smell

指标的重要性

材料的性质在生物学、化学、土木工程、水净化、农业、林业、食品科学、环境科学、水处理、海洋学、医学、营养学和农学等领域具有重要意义。

地衣甚至被用来制造石蕊。这是一种溶于水的颜色组合。然后将其吸收到滤纸中以形成第一类 pH 指示剂之一，用于确定事物的酸度或碱度。

示例问题

问题1：指标是什么意思？

回答：

An indicator is generally a weak acid or weak base that dissociates in a solution to form ions. Indicators are used to test whether a medium is acidic or basic in nature.

问题 2：指示剂在 HCl 中变为红色，在 NaOH 溶液中变为蓝色。识别指标。

回答：

We know that HCl is acidic in nature and NaOH is basic in nature. As the indicator turned red in acid and blue in base, it is surely litmus.

问题3：嗅觉指标是什么意思？举个例子。

回答：

Those indicators that change their smell depending upon the acidic or basic nature of the medium are termed as olfactory indicators. Example: Onion extract, Vanilla Extract

问题 4：红甘蓝在溶液中变红，而红色石蕊没有颜色变化。确定解决方案的性质。

回答：

As red cabbage turned red and red litmus did not change its color in the solution, the solution must be acidic in nature.

问题 5：HCl 蒸气通过蓝色石蕊试纸，但没有显示任何颜色变化。解释。

回答：

As we know that indicators show color change when the acid or base dissociates into hydrogen or hydroxide ions. Here HCl was converted to vapors and did not dissociate to ions, thus litmus paper did not show any color change.

问题 6：姜黄上的一块污渍用soap洗过，然后柠檬擦在上面。识别颜色变化。

回答：

When turmeric stain was rubbed with soap it turned reddish brown in color but it again changes to its original yellow color when lemon is rubbed onto it.