酸碱指示剂的变色原理 化学科普专栏——酸碱指示剂

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第一阶段酸碱指示剂

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酸碱度的定义

它是由丹麦生物化学家索伦·彼得·劳里茨·索伦森于1909年提出的。p来自德语Potenz，意思是专注和力量；h代表氢离子。

氢离子浓度指数是指溶液中氢离子总数与总物质量的比值，一般称为“pH”。数学定义为氢离子浓度的负对数，pH = -lg[H+]。

酸碱指示剂

酸碱指示剂一般为弱有机酸或有机碱，其酸形式与共轭碱形式相比有明显不同的色相。

当溶液的酸碱度变化时，指示剂失去质子，从酸性变为碱性，或者质子从碱性变为酸性，导致结构变化引起颜色变化。

几乎所有的花汁都可以作为酸碱指示剂。花中花色苷多为有机物，不溶于水，但溶于有机溶剂，溶解速度慢。

花的表面往往有一层蜡质的保护层，可以防止水和酒精进入花的内部。所以，花瓣浸泡前一定要捣碎。浸出液会被空气体中的氧气氧化变质，降低或消失色敏。

花汁酸碱指示剂的变色原理

大多数花都有自己的颜色，这是由植物中不同的植物色素控制的。植物中有很多种植物色素。从结构上看，颜色主要有三种:

第一类是胡萝卜素。这类植物色素的主链由二萜单元组成，两端由两个异戊二烯环连接。由于两个环中双键的位置和环上取代基的不同，产生了不同的异构体和化合物，如β-胡萝卜素、叶黄素和玉米黄质。这种植物色素的颜色是黄橙色。

β-胡萝卜素的结构式

第二类是黄酮类。这是一系列基本骨架为2-苯基色酮的颜料。这些化合物的颜色从浅黄色到深黄色不等。

第三类是花青素。花色素苷是黄酮类化合物，但由于C环中氧的正电荷，在颜色的形成中起着重要的作用。在植物中，这些化合物通常与单糖结合，以糖苷的形式存在，颜色首先取决于B环上的取代基。

一些常见颜料的取代基和颜色如下图所示:

因此，决定植物色素颜色的主要因素是花青素。前两种色素的颜色以黄色为主，含胡萝卜素的浸出液在酸碱环境下几乎不变色。第三种包括橙色、粉色、红色和紫色、蓝色等颜色。实验证明，这种颜料的溶液在酸和碱的作用下呈现明显的颜色。

敬请期待下期《蓝色颜料》。

特别感谢

主要创意团队:

何启庭博士

Xi振宇，18级

马，16级