用于酸碱 滴定 的 指示剂 ，称为酸碱指示剂。是一类结构较复杂的有机 弱酸 或有机 弱碱 ，它们在溶液中能部分 电离 成指示剂的离子和 氢离子 （或 氢氧根 ），并且由于结构上的变化，它们的分子和离子具有不同的颜色，因而在pH不同的溶液中呈现不同的颜色。
简介
酸碱指示剂指的是用于酸碱滴定的指示剂， 溴化铒 ：acid-base indicator。
酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，它们的 共轭酸碱对 具有不同结构而呈现不同颜色。当溶液的pH改变时， 指示剂 得到 质子 ，由碱式转变为共轭酸式，或失去质子，由酸式转变为共轭碱式，由于其结构的转变而发生颜色的变化。
发现经过
酸碱指示剂是检验溶液酸碱性的常用 化学试剂 ，像科学上的许多其它发现一样，酸碱指示剂的发现是化学家善于观察、勤于思考。勇于探索的结果。
300多年前， 英国 年轻的科学家 罗伯特·波义耳 在化学实验中偶然捕捉到一种奇特的实验现象，有一天清晨，波义耳正准备到实验室去做实验，一位花木工为他送来一篮非常鲜美的 紫罗兰 ，喜爱鲜花的波义耳随手取下一块带进了实验室，把鲜花放在实验桌上开始了实验。当他从大瓶里倾倒出 盐酸 时，一股刺鼻的气体从瓶口涌出，倒出的淡黄色液体冒着白雾，还有少许酸沫飞溅到鲜花上。他想“真可惜，盐酸弄到鲜花上了”。为洗掉花上的酸沫，他把花用水冲了一下，一会儿发现紫罗兰颜色变红了，当时 罗伯特·波义耳 感到既新奇又兴奋，他认为，可能是 稀盐酸 使紫罗兰颜色变红色，为进一步验证这一现象，他立即返回住所，把那篮鲜花全部拿到实验室，取了当时已知的几种酸的稀溶液，把紫罗兰花瓣分别放入这些稀酸中，结果现象完全相同，紫罗兰都变为红色。由此他推断，不仅 盐酸 ，而且其它各种酸都能使 紫罗兰 变为红色。他想，这太重要了，以后只要把紫罗兰花瓣放进溶液，看它是不是变红色，就可判别这种溶液是不是酸。偶然的发现，激发了科学家的探求欲望，后来，他又弄来其它花瓣做试验，并制成花瓣的水或 乙醇 的浸液，用它来检验是不是酸，同时用它来检验一些碱溶液，也产生了一些变色现象。
他还采集了药草、 牵牛 ， 苔藓植物 、月季花、树皮和各种植物的根……泡出了多种颜色的不同浸液，有些浸液遇酸变色，有些浸液遇碱变色，不过有趣的是，他从石蕊苔藓中提取的紫色浸液，酸能使它变红色，碱能使它变蓝色，这就是最早的 石蕊试液 ， 罗伯特·波义耳 把它称作 指示剂 。为使用方便，波义耳用一些浸液把纸浸透、 烘干 制成纸片，使用时只要将小纸片放入被检测的溶液，纸片上就会发生颜色变化，从而显示出溶液是酸性还是碱性。今天，我们使用的 石蕊 、酚酞试纸、pH试纸，就是根据波义耳的发现原理研制而成的。
后来，随着科学技术的进步和发展，许多其它的指示剂也相继被另一些科学家所发现。
分类
常用的酸碱指示剂主要有以下四类：
1、硝基酚类 这是一类酸性显著的 指示剂 ，如 对硝基酚 等。
2、 phenolphthalein 类 有酚酞、 百里酚酞 和α- 酚酞等，它们都是有机 弱酸 。
3、磺代酚酞类 有 酚红 、 甲酚红 、 溴酚蓝 、 百里酚蓝 等，它们都是有机弱酸。
4、 偶氮化合物 类 有 甲基橙 、 中性红 等，它们都是两性 指示剂 ，既可作酸式 离解 ，也可作碱式离解。
用量要求
碱指示剂应该选用甲基橙作指示剂。
1．双色指示剂的变色范围不受其用量的影响，但因指示剂 本身就是酸或碱，指示剂的变色要消耗一定的滴定剂，从而增大测定的误差。对于单色指示剂而言，用量过多，会使用变色范围向pH值减小的方向发生移动，也会增大 滴定 的误差。例如：用0.1mol/L 氢氧化钠 滴定0.1mol/L HAc，pH≈8.5，突跃范围为pH8.70～9.00，滴定体积若为50ml，滴入2～3滴 phenolphthalein ，大约在pH≈9时出现红色；若滴入10～15滴酚酞，则在pH≈8时出现红色。显然后者的滴定误差要大得多。
指示剂 用量过多，还会影响变色的敏锐性。例如：以 甲基橙 为指示剂，用HCl滴定NaOH溶液，终点为 橙色 ，若甲基橙用量过多则终点敏锐性就较差。
2．温度和 溶剂
温度的变化会引起指示剂 电离 常数 和水的 质子 自递常数发生变化，因而指示剂的变色范围亦随之改变，对碱性指示剂的影响较酸性指示剂更为明显。不同的溶剂具有不同的 介电常数 和酸碱性，因而也会影响指示剂的电离常数和变色范围。
3． 指示剂 的选择
指示剂选择不当，加之肉眼对变色点辨认困难，都会给测定结果带来误差。
因此，在多种 指示剂 中，选择指示剂的依据是：要选择一种变色范围恰好在 滴定曲线 的突跃范围之内，或者至少要占滴定曲线突跃范围一部分的指示剂。这样当 滴定 正好在滴定曲线突跃范围之内结束时，其最大误差不过0.1%，这是容量分析容许的。
变色原理
酸碱指示剂既然都是一些有机 弱酸 或有机 弱碱 ，那么在不同的酸碱性溶液中，它们的 电离 程度就不同，于是会显示不同的颜色。pH试纸则是由多种 指示剂 混合液制成的，通常情况下pH试纸就显金黄色，pH≈5，可见在制作时，已将指示剂混合液调至弱酸性，并不是中性，这是为了减弱空气中CO₂对测定的影响。此外， 中和反应 时，使用酸碱指示剂只能用2～3滴，也是因为酸碱指示剂都是有机弱酸或有机弱碱，用多了会增大误差的。
石蕊 和 phenolphthalein 都是酸碱指示剂，它们是一种弱的有机酸。在溶 液里，随着溶液酸碱性的变化， 指示剂 的 分子结构 发生变化而显示出不同的颜色。
石蕊（主要成分用HL表示）在 水溶液 里能发生如下 电离 ：
在酸性溶液里，红色的分子是存在的主要形式，溶液显红色；在碱性溶液里，上述 电离平衡 向右移动，蓝色的离子是存在的主要形式，溶液显蓝色；在中性溶液里，红色的分子和蓝色的 酸根离子 同时存在，所以溶液显紫色。
石蕊 能溶于水，且能溶于 乙醇 ，变色范围是pH 5.0～8.0
phenolphthalein 是一种有机 弱酸 ，它在酸性溶液中，浓度较高时，形成无色分子。但随着溶液中H+浓度的减小，OH-浓度的增大，酚酞结构发生改变，并进一步 电离 成红色离子这个转变过程是一个 可逆过程 ，如果溶液中H+浓度增加，上述平衡向反方向移动，酚酞又变成了无色分子。因此，酚酞在酸性溶液里呈无色，当溶液中H+浓度降低，浓度升高时呈红色。酚酞的变色范围是pH 8.0～10.0。
酚酞的 醌[kūn] 式或醌式酸盐，在碱性介质中是很不稳定的，它会慢慢地转化成无色的 羧酸盐 式。因此做 氢氧化钠 溶液使酚酞显色实验时，要用氢氧化钠稀溶液，而不能用浓溶液。
影响因素
在实际中，影响酸碱 指示剂 变色范围的因素主要有两方面：一种是影响指示剂 常数 K的因素，包括温度、 溶剂 、溶液的 离子强度 等，其中温度的影响较大。另一种是影响变色范围宽度的因素，如指示剂用量、 滴定 程序等，现具体讨论如下。
1．温度温度改变时，指示剂常数KHln及水的 离子积 KW均有改变。因此指示剂的变色范围也随之发生改变。例如，18℃时， 甲基橙 的变色范围为3.1～4.4，而100℃时，变为2.5～3.7。因此，滴定宜在室温下进行。如必须加热，应该将溶液冷却后再进行滴定。
2．溶剂 酸碱指示剂在不同溶剂中其pKHln值是不同的，因此在不同溶剂中的变色范围不同。例如，甲基橙在 水溶液 中pKHln=3.4，在甲醇中pKHln=3.8。
3．中性 电解质 溶液中性电解质的存在增加了溶液的 离子强度 ，使 指示剂 常数 改变，影响到指示剂的变色范围。此外，某些电解质还具有吸收不同波长光波的性质，会引起指示剂颜色深度、色调及变色灵敏度的改变。所以在 滴定 溶液中不宜有大量盐类存在。
4．指示剂用量指示剂的用量（浓度）是一个重要因素。对于单色 指示剂 （如 phenolphthalein 、 百里酚酞 ），指示剂的用量对变色范围有较大影响。从指示剂变色的平衡关系看出：
HIn←→H++In-
设 指示剂 总浓度为c，人眼观察到红色碱式的最低浓度为一固定值a，代入平衡式，则
KHln/[H+]=[In-]/[Hln]=a/(a-c)
式中，KHln是定值，如果c增大了， 则[H+] 会相应增大，酚酞指示剂将在较低pH值变色。例如，在50～100ml溶液中加入2～3滴0.1%酚酞，在pH≈9时出现为红色；而在同样条件下，如加入15～20滴 phenolphthalein ，在pH≈8时就会出现为红色。因此．对单色 指示剂 须严格控制指示剂用量。
对于双色指示剂，指示剂用量多少不会影响变色范围。但溶液中 指示剂 的浓度大时可能致使终点时颜色变化不敏锐。另外指示剂本身也要消耗 滴定 剂．使滴定误差增大。因此，指示剂用量一般少一些为宜，只要达到变色灵敏度，用量越少越好。
5．滴定程序溶液由浅色滴定到深色时，便于观察终点颜色的变化。所以滴定程序宜是当指示剂颜色由酸式或碱式色变为混合色时，溶液颜色由浅色变化到深色。例如，用 phenolphthalein 作 指示剂 ，滴定程序一般为用碱滴定酸，终点由无色变为粉红色，容易辨别。而用 甲基橙 作 指示剂 ，一般用酸滴定碱，终点由黄色变为 橙色 ，易于辨认。
常用指示剂
各种不同的酸碱指示剂，具有不同的变色范围，有的在酸性溶液中变色，如甲基橙、 甲基红 等；有的在中性附近变色，如 中性红 、 苯酚 红等；有的则在碱性溶液中变色，如酚酞、 百里酚酞 等。几种常用酸碱指示剂及其变色范围列于下表。
自制方法
有许多植物色素在不同pH值的溶液里会呈现出不同的颜色。因此，每个地方都可以就地取材，自制一些酸碱指示剂。下面介绍一些自制的方法：
1.从 红萝卜 皮中提取酸碱指示剂：刮下红萝卜的 红皮病 后，用95%的 乙醇 浸泡一天左右，过滤取出它的滤液即酸碱指示剂。按检验的需要制作pH1～14的标准液若干个，每个标准液取10ml分置于试管中，再分别加入红萝卜皮浸泡液10滴，塞紧作为比色样品。在某待测溶液中加入红萝卜浸泡液，颜色发生变化后再与比色样品比较，就能确定待测溶液pH值的大致范围。
2. 从 紫草 中提取酸碱指示剂：取紫草5g，用50%的酒精浸泡一天可得到 紫草提取物 的紫色的酒精溶液即酸碱指示剂。其遇到酸碱的变色与 石蕊试液 相同。
3. 从紫色 卷心菜 中提取酸碱指示剂：取约250g紫色卷心菜，洗净切碎置于 不锈钢 锅中加水煮沸10分钟，然后过滤冷却置于容器中即可用作酸碱指示剂。其用法可参照上述操作1的方法。
4. 从米 反枝苋 中提取酸碱指示剂：其操作方法同操作3。
5.用咖喱粉制酸碱指示剂：取一药匙咖喱粉，用50%的调成糊状，涂在一块白布的两面上，放置一段时间后用水冲去多余的咖喱粉，白布被染成黄色，这就制成一块可以多次反复使用的酸碱指示布。它遇碱性溶液时呈红色，遇酸性溶液时呈黄褐色。每次用完后，用水把布上的酸性或碱性物质漂洗干净，指示布又恢复原来的黄色。可以供下次继续使用。
还有很多植物的色素如月季花、菊花、 牵牛 等的浸出液都可以制成不同的酸碱指示剂。