T2.3 Farver, der skifter
En skefuld eddike gør rødkål klart rød. Klorin gør en dug med rødvinspletter hvid igen. I begge tilfælde er farvestoffets molekyler blevet lavet om, så det konjugerede system er et andet end før.
Siden bygger på T2.1 og T2.2 og på syre-basepar fra afsnit B6.1.
En indikator er et farvestof
En syre-base-indikator er et farvestof, som selv er en svag syre. Syreformen og baseformen har hver sin farve. Indikatoren methylorange er et azofarvestof.
I basisk og neutral opløsning er methylorange på baseformen, som er gul. I sur opløsning optager azogruppen en hydron. Så flytter dobbeltbindingerne i molekylet sig. Den ene benzenring er ikke længere en almindelig benzenring, og det konjugerede system er blevet et andet. Syreformen er rød.
Kalder man syreformen HIn og baseformen In−, kan ligevægten skrives sådan:
HIn(aq) + H2O(l) ⇌ In−(aq) + H3O+(aq)
Tilsætter man syre, kommer der flere oxoniumioner, og ligevægten forskydes mod venstre. Opløsningen bliver rød. Tilsætter man base, forskydes ligevægten mod højre, og opløsningen bliver gul. Det er et indgreb i en ligevægt, som du kender fra afsnit B2.5.
Toppen flytter sig fra 464 nm til 507 nm, når baseformen bliver til syreformen. Baseformen absorberer blåt lys og er gul. Syreformen absorberer grønt lys og er rød.
Mellem pH 3,1 og 4,4 er der både syreform og baseform i opløsningen, og den er orange. Det område kaldes indikatorens omslagsområde.
Phenolphthalein
Phenolphthalein er farveløs i sure og neutrale opløsninger og lyserød i basiske. Molekylet har tre benzenringe, som sidder på det samme carbonatom.
I sur og neutral opløsning har carbonatomet i midten fire enkeltbindinger. Det afbryder rækken af konjugerede dobbeltbindinger. De tre ringe er tre små systemer hver for sig, og de absorberer kun ultraviolet lys. Stoffet er farveløst.
I basisk opløsning afgiver molekylet to hydroner. Carbonatomet i midten får en dobbeltbinding til den ene ring. Nu hænger to af ringene sammen i ét stort konjugeret system, som absorberer grønt lys omkring 550 nm. Opløsningen bliver lyserød.
Phenolphthalein viser reglen fra T2.1 meget tydeligt: ét atom med fire enkeltbindinger er nok til at dele et konjugeret system og fjerne farven.
Rødkål
Rødkål, blåbær og røde druer får deres farve fra anthocyaniner. De er naturens egne indikatorer. Molekylet findes i flere former med hver sit konjugerede system, og pH bestemmer, hvilken form der er mest af.
| pH | Farve af rødkålssaft |
|---|---|
| under 3 | rød |
| omkring 6 | violet |
| omkring 8 | blå |
| omkring 10 | grøn |
| over 12 | gul |
Farverne kan du se i figuren i afsnit 7.3 i bogen til C-niveau. Derfor bliver rødkål rød, når den koges med eddike, og blålig, hvis vandet er basisk.
Blegning
Et blegemiddel fjerner ikke farvestoffet. Det ødelægger chromoforen.
Klorin indeholder hypochlorit, ClO−, som er et kraftigt oxidationsmiddel. Det reagerer med dobbeltbindinger i farvestoffet. Figuren viser et eksempel, hvor der sker en addition til en dobbeltbinding midt i rækken. Addition kender du fra afsnit B4.1.
Når dobbeltbindingen er væk, er det lange konjugerede system delt i to korte stykker. De absorberer kun ultraviolet lys, så pletten kan ikke ses længere. Resterne af farvestoffet sidder der stadig.
Chlor har oxidationstallet +I i hypochlorit og −I i chlorid. Hypochlorit bliver altså reduceret, mens farvestoffet bliver oxideret.
Hydrogenperoxid, H2O2, virker på samme måde. Det bruges til at blege hår og findes i mange vaskepulvere. Også sollys kan blege. Ultraviolet lys har energi nok til at bryde bindinger i et farvestof, og derfor falmer tøj og plakater, der hænger i solen.
Klorin må aldrig blandes med afkalker, eddike eller andre sure rengøringsmidler. Hypochlorit reagerer med syre og danner den giftige gas chlor.