指示剂变色的原理是什么？指示剂变色瞬间发生了什么

说起指示剂，大家一定都不陌生，分析化学中常用各种指示剂来表明反应进行了多少，是否完全反应等信息，中学阶段，老师还会介绍几种指示剂，例如石蕊、酚酞、甲基橙……这些都是常见的酸碱指示剂，那么指示剂变色的时刻发生了什么？

指示剂的发现可以追溯到两三百年前，那时波义尔正在做实验，有人送给他一盆紫罗兰，他随手把一朵花剪下来放在实验室。一次助手不小心把盐酸泼洒到花瓣上，波义尔立刻用水清洗，花瓣变成了红色，波义尔意识到盐酸可能使花瓣变红，他端来那一盆花，把花瓣浸入当时已知的几种酸溶液中，花瓣都变成了红色。他觉得以后想知道溶液是不是酸性的，就用紫罗兰花瓣鉴别。这便是最初的指示剂，后来他发现石蕊的浸出液在酸性溶液中显红色，碱性溶液中显蓝色，于是用它作指示剂。随着科学技术的不断发展，更多指示剂相继与大家见面了。

大家或许亲自做过或看其他人做过一个吹气使紫甘蓝汁变色的实验，把紫甘蓝榨成汁，然后用吸管对其吹气，过不了多长时间，紫色的甘蓝汁变成了红色。这是因为甘蓝中含有花青素，花青素也可以作为酸碱指示剂，其变色规律与石蕊相似，遇酸变红，遇碱变蓝。这和花朵开放到凋谢的过程中变色的原理相似。

指示剂变色的时候，发生了什么?这个过程有化学反应吗？

大家可能认为石蕊本身是紫色的，其实不然。石蕊以分子状态存在的时候是红色的。在酸性溶液中主要以分子的形式存在，呈红色，在碱性溶液中发生较多的电离，石蕊电离产生蓝色的阴离子和无色的氢离子，当阴离子浓度较大时，溶液变成蓝色。当在纯净水或中性溶液中，红色分子和蓝色阴离子的浓度基本相同，于是溶液就呈现紫色了。

酚酞的变色范围是8.2到10.0，在这个范围之内是浅红色的，当然，酚酞本身的颜色也不是浅红色，酚酞以分子状态存在时是无色的。当溶液酸性较强的时候，酚酞主要以分子状态存在，呈无色。当溶液碱性较强的时候，酚酞发生较多电离产生红色的阴离子，这样溶液就变成红色了。但是，需要注意的是，当溶液碱性过强时，生成的红色离子不稳定，溶液会褪成无色。

这样，想必大家知道酸碱中和滴定实验中，指示剂不能加太多的原因了吧。因为指示剂本身就是有机弱酸或有机弱碱，若用量太多会对滴定过程中的酸或碱的用量造成较大偏差。

除了酸碱指示剂，化学中还有某些物质或离子的指示剂，例如碘分子是否存在可以用淀粉鉴别。用Na2S2O3滴定碘液的时候，就是用淀粉作指示剂的。Na2S2O3可将碘还原成碘离子，而自己变成Na2S4O6，当反应完全的时候，碘液的蓝色褪去。