酸鹼指示劑（Acid | 食品添加物合法業者資訊網

2009年9月21日—酸鹼指示劑無論對於判定物質的pH值，或是應用於酸鹼滴定上，都扮演著重要的角色。早在十七世紀，人們就開始在各樣的研究上利用指示劑，然而卻遲至十九 ...

酸鹼指示劑（Acid-Base Indicator）的變色原理國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

酸鹼指示劑無論對於判定物質的 pH值，或是應用於酸鹼滴定上，都扮演著重要的角色。早在十七世紀，人們就開始在各樣的研究上利用指示劑，然而卻遲至十九世紀末，科學家才開始對「為什麼酸鹼指示劑在不同的pH值之下會呈不同顏色？」這樣的問題有較深入地探討。最先對這現象提出解釋的，是德國化學家威廉•奧士華（Wilhelm Ostwald），後來經過漢茲許（A. Hantzsch）、科爾索夫（I. M. Kolthoff）以及史第格立茲（Julius Stiegliez, 1867-1937）等人的研究、修正與歸納後，提出現今我們所認同的酸鹼指示劑變色理論。

「決定指示劑變色的因素是什麼？」言簡意賅的說，就是「平衡」。一般常用的指示劑本身即是一種弱酸或弱鹼，所以置於溶液中，自然有微弱的解離現象產生，而能寫成如式一的平衡式。

在達到平衡的時候，此弱酸指示劑（在此以弱酸形式的指示劑為例）的平衡常數KAI可表達成如式二。

若將式二進一步改寫，可以得到如式三的等式。

而可以作為指示劑分子的，通常具備一個基本特性，那就是弱酸（鹼）性指示劑分子（HIn）與其解離後的共軛結構（In–）所呈現的顏色是不同的。如此一來，當[H3O+“> > 10 KAI時，溶液較易表現出HIn的顏色；相反地，如果[H3O +“> < KAI/10，溶液呈色就會受In–的顏色主導。

所以理論上，若要以指示劑測溶液中的pH值，由式三，當[H3O +“>=KAI時，能測得最準確的結果，因為在此時，[HIn”>=[In–“>，溶液呈色應是兩種形式指示劑顏色混合的結果。然而實際上，指示劑的變色並非在[H3O +“>=KAI的瞬間，溶液立刻由HIn或In的顏色，變為兩者混合的顏色，乃是存在一變色範圍，在此範圍之內，溶液都會呈現混合顏色，而不易區分哪種顏色主導較多。而混合色範圍的大小，則會因指示劑分子的特性而有所不同，範圍較窄者，判讀出來的pH值越準確。

根據這樣的原理，不論是利用指示劑來判斷pH值，或是用其作為酸鹼反應滴定終點的判斷，「選...