酸塩基指示薬のソースを表示

{{出典の明記|date=2012年6月30日 (土) 08:33 (UTC)}}
{{酸と塩基}}
{{色}}
[[ファイル:PH indicator paper roll.jpg|thumb|ロールタイプの[[万能指示薬|万能]][[pH試験紙]]。複数の[[指示薬]]を組み合わせてあり、大まかなpHがわかる]]
'''酸塩基指示薬'''（さんえんきしじやく）は水素イオン濃度 ([[水素イオン指数|pH]]) により変色する[[色素]]で、pH の測定や[[中和滴定]]の終点を決めるのに用いられる。'''pH指示薬'''ともいう。同じ目的で使われる電子機器は[[pHメーター]]である。

代表的なものは[[ブロモチモールブルー]] (BTB)、[[ブロモクレゾールパープル]] (BCP)、[[フェノールフタレイン]] (PP)、[[メチルオレンジ]] (MO)、[[メチルレッド]] (MR)、[[チモールブルー]] (TB) である。複数の指示薬を混合した[[万能指示薬]]というものもあり、大まかなpHを知るためには有用である。

== 概要 ==
変色機構は次の通りである。まず指示薬 {{math|HIn}} 自身に以下のような酸塩基[[化学平衡|平衡]]が存在する。
: <chem>HIn <=> H+ + In-</chem>
また、指示薬 HIn の[[酸解離定数]]は各化学種の[[活量]]により以下のように表される。
: <math>K_a = \frac{a\mbox{H}^+ \cdot a\mbox{In}^-} {a\mbox{HIn}}</math>
この式の両辺の[[常用対数]]を取り、式を変形すると以下のようになり、
: <math>\mbox{pH} = \mbox{p}K_a + \mbox{log}_{10} \frac{a\mbox{In}^-} {a\mbox{HIn}}</math>
さらに希薄[[水溶液]]において、活量は[[モル濃度]]にほぼ近似する。この式は pH 変化により指示薬の酸解離の度合いが変化することを示すものである。
: <math>\mbox{pH} = \mbox{p}K_a + \mbox{log}_{10} \frac{[\mbox{In}^-]} {[\mbox{HIn}]}</math>

[[分子]]形 (HIn) と[[イオン (化学)|イオン]]形 (In<sup>&minus;</sup>) では、吸収する光の[[波長]]が異なるので、違う[[色]]になる。変色域では両者が混ざった状態なので、中間の[[色調]]になる。酸解離定数や変色域での分子形とイオン形の比率などは、[[吸光光度法]]を用いて求めることができる。

== 中和点 ==
中和滴定では、指示薬が不適切だと実際の中和点とずれたところで色の変化が出る。その結果、間違った中和点が導き出される可能性がある。それは真の中和点での色の変化が小さいためである。そのため、最適な指示薬とは色の変化が明瞭なpHの範囲があり、その中に滴定する酸と塩基の中和点が含まれているものである<ref>{{Cite book|title=Chemical Principles|year=2009|publisher=Houghton Mifflin Company|location=New York|pages=319–324|author=Steven S. Zumdahl|edition=6th}}</ref>。

== 代表的な酸塩基指示薬 ==
'''変色域''' (color change interval) とは、指示薬を入れたとき、色が変わるpHの範囲である。
{| class="wikitable" border="1" cellpadding="2"
! 酸塩基指示薬
! 低 pH 色
! 変色域
! 高 pH 色
|-
| [[ゲンチアナバイオレット]]（メチルバイオレット）
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 0.0–2.0
| style="background:#8A2BE2; color:white;" | 青紫色
|-
| [[マラカイトグリーン]]（酸性側）
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 0.0–2.0
| style="background:green; color:white;" | 緑色
|-
| マラカイトグリーン（塩基性側）
| style="background:green; color:white;" | 緑色
| align="center" | 11.6–14
| 無色
|-
| [[チモールブルー]]（酸性側）
| bgcolor="red" | 赤色
| align="center" | 1.2–2.8
| bgcolor="yellow" | 黄色
|-
| チモールブルー（塩基性側）
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 8.0–9.6
| style="background:blue; color:white;" | 青色
|-
| [[メチルイエロー]]
| bgcolor="red" | 赤色
| align="center" | 2.9–4.0
| bgcolor="yellow" | 黄色
|-
| [[ブロモフェノールブルー]]
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 3.0–4.6
| style="background:purple; color:white" | 紫色
|-
| [[コンゴーレッド]]
| style="background:#8A2BE2; color:white;" | 青紫色
| align="center" | 3.0–5.0
| bgcolor="red" | 赤色
|-
| [[メチルオレンジ]] (MO)
| bgcolor="red" | 赤色
| align="center" | 3.1–4.4
| bgcolor="orange" | 橙色
|-
| [[ブロモクレゾールグリーン]](BCG)
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 3.8–5.4
| bgcolor="#00DD88" | 青緑色
|-
| [[メチルレッド]] (MR)
| bgcolor="red" |赤色
| align="center" | 4.4–6.2
| bgcolor="yellow" | 黄色
|-
| メチルレッド / ブロモクレゾールグリーン
| bgcolor="red" |赤色
| align="center" | 4.5–5.2
| style="background:green; color:white;" | 緑色
|-
| [[リトマス]]
| bgcolor="red" | 赤色
| align="center" | 4.5–8.3
| style="background:blue; color:white;" | 青色
|-
| [[ブロモクレゾールパープル]](BCP)
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 5.2–6.8
| style="background:purple; color:white" | 紫色
|-
| [[ブロモチモールブルー]] (BTB)
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 6.0–7.6
| style="background:blue; color:white;" | 青色
|-
| [[フェノールレッド]]
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 6.8–8.4
| style="background:red; color:black" | 赤色
|-
| [[ニュートラルレッド]]
| bgcolor="red" | 赤色
| align="center" | 6.8–8.0
| bgcolor="yellow"| 黄色
|-
| [[ナフトールフタレイン]]
| bgcolor="#FF9999" | やや赤色
| align="center" | 7.3–8.7
| bgcolor="#03A89E" | 青緑色
|-
| [[クレゾールレッド]]
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 7.2–8.8
| bgcolor="#bb0080" | 赤紫色
|-
| [[クレゾールフタレイン]]
| 無色
| align="center" | 8.2-9.8
| bgcolor="purple" | 紫
|-
| [[フェノールフタレイン]] (PP)
| 無色
| align="center" | 8.3–10.0
| bgcolor="fuchsia" | 桃色
|-
| [[チモールフタレイン]]
| 無色
| align="center" | 9.3–10.5
| style="background:blue; color:white;" | 青色
|-
| [[アリザリンイエローR]]
| bgcolor="yellow" | 黄色
| align="center" | 10.2–12.0
| bgcolor="red" | 赤
|}

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}
<!-- == 参考文献 == -->

== 関連項目 ==
{{Commonscat|pH indicators}}
* [[指示薬の一覧]]
* [[酸化還元指示薬]]
* [[分析化学]]

== 外部リンク ==
{{commons|pH indicator}}
* [http://www.ph-meter.info/pH-measurements-indicators 指示薬のリスト]
* {{fr icon}} {{PDFlink|[http://sbeccompany.fr/sciences/chimie/indicateurs/liste_indicateurs_pH.pdf 完全な指示薬のリスト]|}}

{{デフォルトソート:さんえんきししやく}}
[[Category:酸塩基指示薬|*]]
[[Category:色素]]
[[Category:滴定]]