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pH-Indikatoren
Ein pH-Indikator ist ein
Farbstoff, der durch eine Farbänderung anzeigen kann, ob eine wässrige
Lösung sauer oder alkalisch reagiert. Beispiele für Indikatoren
aus dem Haushalt sind Blaukrautsaft oder Schwarztee. Blaukraut wechselt
seine Farbe nach Rot sobald Säuren hinzukommen,
mit Laugen schlägt die Farbe nach Blau um.
Bei starken Laugen färbt
sich der Blaukrautsaft grün, sehr starke Laugen vermögen sogar
den Farbstoff im Blaukraut dauerhaft zu verändern, bzw. zu zerstören,
so dass die Lösung gelb wird.
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Farben des Blaukrautsafts
bei verschiedenen pH-Werten
Indikatoren werden im
chemischen Labor oft benutzt. Als Farbstoffe eignen sich hierzu beispielsweise
Methylorange, Bromthymolblau
oder Phenolphthalein. Wie diese Farbstoffe
ihre Farben verändern, kann aus den Stoffbeschreibungen ersehen werden.
Die folgende Tabelle zeigt die Farben von verschiedenen Indikatoren in
Abhängigkeit vom pH-Wert an:
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Der Farbstoff im Blaukraut
heißt Cyanidin und kommt in der Natur in vielen Pflanzen vor. Er
gehört zur Familie der Anthocyane. Die roten Rosenblüten oder
die blauen Blüten der Kornblume besitzen den gleichen Farbstoff. Allerdings
kommt die unterschiedliche Farbe nicht durch einen anderen pH-Wert des
Bodens zustande. In den Kornblumen ist der Farbstoff noch mit anderen Ionen
wie Fe3+ oder Al3+ chemisch gebunden. Dadurch entsteht
ein sogenanntes Komplexsalz mit einer neuen Farbe. Gärtner nutzen
dieses Wissen zur Erzeugung verschiedener Farben bei den Hortensien: Gießen
sie die Pflanzen während der Blütenentwicklung mit Aluminium-
oder Eisensalzen, dann werden die Blüten nicht rot, sondern blau.
Der gleiche Effekt wird durch das Vergraben von rostigen Nägeln im
Wurzelbereich der Pflanzen erzeugt.
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Blaue und rote Hortensien,
ein Zuchtprodukt der Gärtner
Indikatoren sind selbst
schwache Säuren mit einer bestimmten Farbe.
Bei der Zugabe einer Base gibt die Säure
ein Proton ab und der zurückbleibende Säure-Rest besitzt eine
andere Farbe als die ursprüngliche Säure. Die zwei OH-Gruppen
im Cyanidin-Molekül können zum Beispiel jeweils ein Proton abgeben.
Dadurch wird ein Farbwechsel erzeugt:
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Experimente
mit Trockeneis
pH-Wert
