溴瑞香草酚藍(Bromothymol blue)
溴瑞香草酚藍(Bromothymol blue)
臺北市立第一女子高級中學二年級李安晴
溴瑞香草酚藍是用以測定弱酸弱鹼的指示劑，化學式為 $$\bf{C_{27}H_{28}O_5SBr_2}$$，縮寫為 $$\bf{BTB}$$，中文譯名繁多，如：溴瑞香草藍、溴芮香草藍、溴百里酚藍、溴化麝香草酚藍、酒精藍色指示劑等。
指示劑
甲基橙(Methyl orange)
甲基橙(Methyl orange)
臺北市立第一女子高級中學二年級徐宇慧/臺北市立第一女子高級中學化學科許名智老師
1. 名稱:
中文俗名： 甲基橙、金蓮橙D、(酸性)Ⅲ號橙
中文學名： 對二甲基氨基偶氮苯磺酸鈉
英文俗名： Methyl orange
英文學名： 4-dimethylaminoazobenzene-4′-sulfonic acid sodium salt
2. 物理化學性質:
橙黃色粉末或魚鱗狀晶體。固體密度約為 1.28 g/cm3。
溶於水為弱酸性，其PKa=3.47。
微溶於水，較易溶於熱水，而不溶於乙醇等有機溶劑。
3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔II〕
3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Chemical Whoosh Bottles）〔II〕
國立彰化師範大學化學系學生許紘齊 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
請按此連結，參閱「3D有趣實驗：美麗彩虹的消失〔I〕」
原理和概念
- 酸鹼指示劑的作用原理是當環境發生pH值改變時，自身的形態會改變，從而改變顏色，透過顏色的改變來指示滴定的終點。在滴定終點的附近，指示劑變色的過程中，會呈現出一種中間的顏色，處在這個過程中的範圍稱為指示劑的變色範圍。選擇指示劑的標準，一是變色範圍（包括終點），二是反應靈敏。也就是說，一種合適的指示劑在達到終點時必須很快的變色。常用的酸鹼指示劑之變色，如表一所示。
表一 常用的酸鹼指示劑之變色
- 本實驗使用的酚酞（phenolphthalein）、間硝基苯酚（m –nitrophenol）和百里酚酞（thymolphthalein）三者皆為酸鹼指示劑，依照溶液環境的pH值的不同而顯現出不同的顏色，如表一所示的前三者。利用這些酸鹼指示劑的特性，在高pH值的環境下，溶液呈分別現出紅、黃、藍三種顏色。再藉由這三種指示劑之二種，以不同比例混合，使顏色混合呈現出橙（紅加黃：酚酞加間硝基苯酚）、綠（黃加藍：間硝基苯酚加百里酚酞）、紫（紅加藍：酚酞加百里酚酞）三種顏色。這三種指示劑具有共通點，就是在酸性環境中皆呈現無色。
- 乾冰（Dry Ice）是二氧化碳（carbon dioxide）的固體形式，二氧化碳略溶於水，容於水中隨之發生化學反應，產生碳酸（carbonic acid），如反應式[1]所示。碳酸與溶液中的氫氧化鈉反應，發生酸鹼中和，產生碳酸鈉，如反應式[2]所示。乾冰直接與氫氧化鈉反應，產生碳酸鈉，如反應式[3]所示。亦即，反應式[3]為反應式[1]和[2]之和。本實驗是透過乾冰的酸性，使溶液的pH值下降，進而使指示劑逐漸趨向無色。
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq) [1] H2CO3(aq) + 2NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l) [2] 2NaOH(aq) + CO2(g) → Na2CO3(aq) + H2O(l) [3]
3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔I〕
3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Chemical Whoosh Bottles）〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生許紘齊 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
前言
酸鹼指示劑在化學實驗中常用在檢驗溶液的酸鹼性，藉由指示劑呈現不同的顏色來判定溶液的酸性、中性或鹼性。本實驗是利用三種指示劑在鹼性的溶液中呈現六種不同顏色的「美麗彩虹」，然後加入乾冰使「彩虹」逐漸消失，顏色變化非常明顯，視覺效果令人驚艷。
實驗影片
請按此連結，戴紅藍眼鏡，觀看3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow），YouTube。
電位滴定法（Potentiometric Titration Method）
電位滴定法（Potentiometric Titration Method）
臺北市立第一女子高級中學二年級楊詠鈞
簡介：
電位滴定法與傳統滴定相似，但不需使用指示劑，而是利用至少一對的電極浸入溶液，依照滴定目標元素（或化合物）離子濃度不同的變化，測出兩電極的電位差，並根據電位差而獲得該元素（或化合物）的濃度。
原理與設備：為了要測出浸入溶液中兩電極間的電位差，必須先確立(知道)其中一個對應電極的電位，最後才能獲得與另一電極間的電位差。此電極稱為參考電極，一般採用不易氧化、難溶性的金屬作為參考電極，例如飽和甘汞電極及Ag/AgCl電極兩種。而指示電極（Indicator Electrode）的內外離子濃度不同產生電位差，這個電位差與待測溶液離子濃度成線性關係。利用滴定試劑體積對溶液之電位作圖，可得一滴定曲線。將此曲線微分，可得到一尖峰圖，斜率的最大值即為滴定終點。
化學示範實驗：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube）〔II〕
化學示範實驗：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube）〔II〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
原理和概念
● 傳統的廣用指示劑是由水、甲醇、正丙醇、酚酞（phenolphthalein）、溴瑞香草藍（bromothymol blue）、甲基紅（methyl red）、瑞香草藍（thymol blue）混合而成，廣用指示劑的成分與酸鹼顏色變化，如圖七所示。典型的廣用指示劑在不同的pH值之顏色變化，如圖八所示。
圖七 廣用指示劑的成分與酸鹼變色。 圖片來源：陳少軍製作
圖八 廣用指示劑於不同pH溶液下的顏色。 圖片來源：http://homepages.ius.edu/dspurloc/c121/repelem.htm
化學示範實驗：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube）〔I〕
化學示範實驗：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube）〔I〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
前言
一支裝有綠色溶液的玻璃管，在其一端滴入酸液、另一端滴入鹼液，然後翻轉數次，整支玻璃管就能呈現出完整的七彩顏色，猶如空中的彩虹。
示範實驗影片
請按此連結：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube），YouTube。
自製酸鹼指示劑
自製酸鹼指示劑 (Home-made Acid-Base Indicators)
高雄市立新莊高級中學化學科歐惠郡老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯
自1663年Robert Boyle應用植物性色素測定酸鹼度至今，石蕊 (litmus) －地衣用氨與鹼處理後所得到的藍色粉末，仍為廣泛運用的酸鹼指示劑。大部份指示劑屬於弱酸或弱鹼性的有機化合物。酸型指示劑如溴百里酚藍 (bromothymol blue)、酚酞 (phenolphthalein) 等，在酸中呈HIn的型式，在鹼中脫去氫離子而為共軛鹼In–狀態；鹼型指示劑，如甲基橙 (methyl orange)、甲基紅 (methyl red) 在鹼中為In型式，在酸中得到氫離子而呈共軛酸InH+的狀態。結構改變後對光線的吸收與反射也改變，因而顯現不同的顏色。
酸鹼指示劑（Acid-Base Indicator）的變色原理
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。
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