Universal Indicator, Phenolphthalein, and Sodium Hydroxide - Part 10
Универсальный индикатор, фенолфталеин и гидроксид натрия - Часть 10

I slightly modified the final part of the previous experiment in order to obtain the desired result when treating phenolphthalein paper with a saturated sodium hydroxide solution.

I placed several sodium hydroxide granules in a Petri dish and moistened them with water. After waiting about a minute for the alkali to dissolve partially, I touched the end of a strip of phenolphthalein paper to the sodium hydroxide.

The end of the strip immediately turned a dark fuchsia color. The fuchsia stain began to spread across the paper. Once again, the saturated alkali solution had colored the paper fuchsia! I said to a colleague who was observing the indicator paper with me:

"It didn't work again."

My colleague left, and I continued observing. The dark fuchsia region spread across the paper. Soon, the part of the colored area that had been in direct contact with the alkali began to fade. The fuchsia color weakened, and the paper slowly turned white. Before long, only the advancing liquid front retained its bright fuchsia color.

This time, I realized that the discoloration of the paper was not due to the leaching of the phenolphthalein but rather to the decolorization of the indicator. This meant that upon contact with a highly alkaline solution, phenolphthalein first turns fuchsia, forming the familiar Ind^2- anion, which then slowly transforms into the colorless Ind(OH)^3- anion.

Recall that during the titration of an acid with an alkali, the colorless form of phenolphthalein, H₂Ind, transforms into the fuchsia form, Ind^2-. This transformation occurs essentially instantaneously, which is essential for successful titration. In contrast, the transformation of the fuchsia form Ind^2- into colorless Ind(OH)^3- in a highly alkaline solution took several minutes.

The liquid front had practically stopped. I rotated the strip of phenolphthalein paper by 180 degrees so that the alkali contacted the opposite end, in order to achieve complete loss of color. Upon contact with the alkali, the paper again turned bright fuchsia, which gradually faded. After a few minutes, the strip became white.

I then touched the alkali with a strip of universal indicator paper, and a small dark green spot appeared on the yellow paper.

Most of the added water had already been absorbed by the strip of phenolphthalein paper, so the liquid front on the universal indicator strip quickly stopped moving. I added a little more water to the solid alkali, and the green-colored zone spread across the entire strip.

While adding the water, an interesting thought occurred to me. Phenolphthalein is colorless in concentrated alkali solutions and fuchsia in dilute ones. Therefore, if white phenolphthalein paper soaked with saturated sodium hydroxide solution were placed in a small amount of water, the alkali concentration would decrease, and a fuchsia color should reappear.

I added water to the Petri dish containing the strip of phenolphthalein paper and shook the contents, but no color appeared. I then carefully added a few drops of 70% acetic acid to partially neutralize the alkali and shook the Petri dish again. A faint pink color appeared on the phenolphthalein paper.

I stopped the experiment, washed the Petri dish, and the next day found the strip of phenolphthalein paper in the sink. It had turned a distinct fuchsia.

Photos/Video

Универсальный индикатор, фенолфталеин и гидроксид натрия - Часть 10

Немного изменил последнюю часть предыдущего эксперимента, чтобы получить желаемый результат при обработке фенолфталеиновой бумаги насыщенным раствором гидроксида натрия.

Несколько гранул гидроксида натрия поместил в чашку Петри, смочил их водой. Подождал минуту, чтобы щелочь частично растворилась, затем прикоснулся к гидроксиду натрия кончиком фенолфталеиновой бумаги.

Конец полоски сразу же окрасился в темно-малиновый цвет. По бумаге стало распространяться малиновое пятно. Опять насыщенный раствор щелочи окрасил бумагу в малиновый цвет! Сказал коллеге, который наблюдал за индикаторной бумаглй вместе со мной:

"- Опять не получилось".

Коллега ушел, я продолжил наблюдать. Темно-малиновая окраска распространялась по бумаге. Вскоре та часть окрашенной зоны, которая соприкасалась со щелочью, стала бледнеть. Малиновый цвет исчезал - медленно бумага становилась белой. Вскоре яркую малиновую окраску сохранил только фронт жидкости.

В этот раз я осознал, что причиной обесцвечивания бумаги является не вымывание индикатора, а его обесцвечивание. Это означало, что при контакте со сильнощелочным раствором, фенолфталеин сначала становится малиновым, образуя привычную нам форму Ind^2-, которая затем медленно переходит в бесцветный анион Ind(OH)^3-.

Напомню, что при титровании кислоты щелочью происходит переход бесцветной формы фенолфталеина H₂Ind в малиновую форму индикатора Ind^2-. Данный переход происходит практически мгновенно, что важно для успешного титрования. В отличие от этого, превращение малиновой формы Ind^2- в бесцветную Ind(OH)^3- в сильнощелочной среде потребовало нескольких минут.

Фронт жидкости практически остановился. Развернул полоску фенолфталеиновой бумаги на 180 градусов, чтобы щелочь вступила в контакт с противоположным ее концом и вызвала полное обесцвечивание индикатора. От контакта со щелочью бумага окрасилась в ярко-малиновый цвет, который постепенно стал бледнеть. Через несколько минут бумага стала белой.

Прикоснулся к щелочи полоской универсальной индикаторной бумаги, на желтой бумаге появилось небольшое темно-зеленое пятно.

Большую часть добавленной воды уже поглотила полоска фенолфталеиновой бумаги, поэтому фронт жидкости на полоске универсальной индикаторной бумаги быстро остановился. Добавил к твердой щелочи немного воды - окрашенная в зеленый цвет зона распространилась по всей полоске.

Когда я добавлял воду, возникла интересная мысль. Фенолфталеин является бесцветным в концентрированных растворах щелочи и малиновым в разбавленных растворах. Если белую фенолфталеиновую бумагу, пропитанную насыщенным раствором гидроксида натрия, поместить в небольшое количество воды, концентрация щелочи уменьшится, - следовательно, должна появиться малиновая окраска.

Добавил воду в чашку Петри с полоской фенолфталеиновой бумаги, встряхнул содержимое, но окраска не появилась. Осторожно добавил несколько капель 70% уксусной кислоты, чтобы частично нейтрализовать щелочь, опять встряхнул чашку Петри. Появилась слабая розовая окраска фенолфталеиновой бумаги. Прекратил эксперимент, вымыл чашку Петри, а на следующий день обнаружил эту полоску фенолфталеиновой бумаги в раковине. Бумага приобрела отчетливый малиновый цвет.

Download the Video (67 Mb, .avi )

[ Fluorescein and other dyes ]

Indicators - Discussion on the forum
[Submit a Comment / Error Message - Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]