【科學知識家】 酸鹼指示劑
酸鹼指示劑本身為一種弱的有機酸（HIn）或弱的有機鹼（In），在溶液中部分解離，以平衡狀態存 在，如式所示。由於酸鹼指示劑之共軛酸鹼對（HIn/In）各具不同顏色，因此隨著溶液的 pH 值 的改變，溶液的顏色亦隨而變化：
1. 酞類指示劑：此類指示劑在酸性溶液中大部分是無色，鹼性則顯示不同顏色。
HIn + H
2O H
3O
++ In
－
酸性顏色 鹼性顏色K
a=
[H O ][In ]3 [HIn]
a
[H O ]3
K
=
[In ] [HIn]
當溶液中[HIn]≧10[In－
]時，肉眼可看出酸性指示劑的顏色，即[H
3O
+]≧10K
a，pH≦pK
a－ 1，可見到指示劑帶酸性顏色；
同理，當 pH≧pKa
+ 1，可見到指示劑帶鹼性顏色，由此可知，
指示劑顏色變化的範圍在 pH = pKa
± 1 之間：
因此一般酸鹼滴定於選擇指示劑時，若溶液當量點的 pH 值介於指示劑 pKa
± 1 的變色範圍內，那
麼該指示劑就可用在這個滴定反應上。第 1 章 物質的組成 -29-
例題34 ―83.日大―
有三種未標示之無色溶液甲、乙、丙，假設這三種溶液各為酸、鹼及酚酞。取少量甲溶液與少量乙 溶液混合，呈紅色。但甲溶液或乙溶液與丙溶液混合均不呈色，則丙溶液為
(A)酸 (B)鹼 (C)酚酞 (D)無法判斷。
答案：(A)
解析：酚酞在酸性、中性或微鹼溶液中均呈無色，在 pH 值大於 10 的水溶液中才呈紅色；故甲與 乙兩溶液必為鹼和酚酞→丙必為酸
例題35 ―89.推甄―
紫甘藍又稱紫色高麗菜，可作沙拉冷盤生食。其所含的多種天然色素，可用沸騰的熱水浸泡萃取。
由此所得的紫甘藍汁會隨環境不同，呈現多種顏色，隨 pH 值改變的顏色如下表：
pH 值 2 4 6 8 10 12 顏色 紅 粉紫 藍紫 綠青 草綠 黃 (1)將紫甘藍汁加入與胃液的 pH 值相當的溶液中，呈現的顏色為何？
(A)紅 (B)粉紫 (C)藍紫 (D)綠青 (E)黃。
(2)烹炒青菜時，常希望看到一盤綠意盎然的青菜。紫甘藍色素遇到下列哪一種物質最有可能顯 出綠色？
(A)白砂糖 (B)食醋 (C)沙拉油 (D)食鹽 (E)小蘇打粉。
答案：(1)(A)；(2)(E)
解析：(1)胃液中含有鹽酸，pH 值約在 2 附近，故使紫甘藍汁呈紅色。
(2)欲使紫甘藍汁呈綠色，其 pH 值約在 8 ～ 10 附近，故需加入弱鹼性物質，(A)、(C)、(D) 為中性；(B)為酸性；僅(E)為弱鹼性。
例題36 ―96.學測―
三支試管分別裝有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液及氯化鈉水溶液，已知各溶液的濃度均為 0.1 M，但標籤 已脫落無法辨認。今將三支試管分別標示為甲、乙、丙後，從事實驗以找出各試管是何種溶液。實 驗結果如下：
(1)各以紅色石蕊試紙檢驗時只有甲試管變藍色。
(2)加入藍色溴瑞香草酚藍（BTB）於丙試管時，變黃色。
(3)試管甲與試管丙的水溶液等量混合後，上述兩種指示劑都不變色，加熱蒸發水分後得白色晶 體。
試問甲試管、乙試管、丙試管所含的物質依序為下列哪一項？
(A)鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉 (B)氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸 (C)氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉 (D)鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉。
答案：(B)
解析：由(1)知甲為鹼，由(2)知丙為酸，由(3)甲與丙混合後，指示劑都不變色，為中性，故選(B)。
第 1 章 物質的組成 -30-
例題37 ―98.學測―
下圖之甲、乙兩條曲線是以鹼性水溶液，分別滴定兩個酸性水溶液的 pH 值變化圖，而丙、丁兩條 曲線則是以酸性水溶液分別滴定兩個鹼性水溶液。試問上述哪些酸鹼滴定反應，適合以酚酞作為指 示劑？
(A)甲乙丙丁 (B)乙丙丁 (C)甲乙丁 (D)甲丙丁 (E)甲乙丙。
答案：(E)
解析：25 ℃時，以酚酞作為酸鹼指示劑測試溶液，pH 值小於 8.2，為酸性、中性與弱鹼性時呈無 色；pH 值大於 10.0，為鹼性時呈紅色；其在指示顏色與變色的範圍是 pH 值等於 8.2 ～ 10.0
，由無色變為淡紅色。由題圖可知，酸鹼滴定達當量點時 pH 值的變化，可選取適當指示劑 的變色範圍：甲曲線約為 pH＝7.0 ～ 11.5、乙曲線約為 pH＝3.0 ～ 11.5、丙曲線約為 pH＝
11.0 ～ 3.0、丁曲線約為 pH＝6.5 ～ 3.0，因此只有甲、乙、丙三曲線涵蓋了酚酞的變色範圍
，而丁曲線則超出其變色範圍。
例題38 ―99.學測―
事先配好甲與乙兩杯溶液，如下表(一)。
表(一)
酸或鹼 濃度 體積（mL） 指示劑 甲 杯 HCl 0.1 M 30 BTB 乙 杯 NaOH 0.2 M 20 PP
甲杯為 0.1 M 的鹽酸溶液 30 毫升，滴有指示劑溴瑞香草酚藍（BTB），呈黃色。乙杯為 0.2 M 的氫 氧化鈉溶液 20 毫升，滴有指示劑酚酞（PP），呈粉紅色。指示劑的顏色變化如下表(二)。
表(二) 指示劑 酸型
顏色
變色範圍
（pH 值） 鹼型顏色 備 註 BTB 黃 6.2 ～ 7.6 藍 中性為 綠色 PP 無 8.2 ～ 10.0 粉紅 中性為
無色
(1)若將乙杯的溶液邊攪拌邊慢慢地倒入甲杯中，則甲杯內溶液的顏色，會由黃色先變為 X 色，
再多加一點乙杯的溶液，則變為藍色。試問 X 是什麼顏色？
(A)黃 (B)綠 (C)無 (D)紫 (E)粉紅。
(2)若將乙杯的溶液全部倒入甲杯，則溶液變為什麼顏色？
(A)黃 (B)綠 (C)無 (D)紫 (E)粉紅。
答案：(1)(B)；(2)(D)
解析：(1)若將乙杯的氫氧化鈉溶液邊攪拌邊慢慢地倒入甲杯的鹽酸溶液中，甲杯溶液的 pH 值將愈 來愈高，則甲杯內溶液的顏色，會由黃色先變為 X 色，X 色為綠色，再變為藍色。
(2)若將乙杯的 0.2 M 氫氧化鈉溶液 20 毫升，全部倒入含 0.1 M 鹽酸溶液 30 毫升的甲杯中，
則因鹼過量，故溶液呈鹼性，酚酞在鹼中呈粉紅色，溴瑞香草酚藍在鹼中呈藍色，兩者 混合則呈紫色。
第 1 章 物質的組成 -31-
例題39 ―98.指考―
本題組與下述酸鹼實驗有關：
步驟一、在五個 150 mL 的燒杯中，依表(一)分別滴入試劑（示意如下圖）。
表(一) 各杯溶液的配備 杯 號 試 劑 滴 數 備 註
1 NaOH 1 (1) NaOH 與 HCl 均 為 3.0 M 的水 溶液
(2) BTB 是 0.4％ 的 溴瑞香草酚藍 溶液
(3) PP 是 0.4％ 的酚 酞溶液
(4)每滴體積相等，均 為 0.10 mL 2 HCl 2
3 BTB 3 4 NaOH 4 5 PP 5
步驟二、在各杯內滴入試劑後，倒 80 mL 的蒸餾水於 5 號杯，得無色溶液。
步驟三、將 5 號杯的無色溶液，全部倒入 1 號杯，則溶液立即呈現粉紅色。
步驟四、將 1 號杯的粉紅色溶液，倒 60 mL 於 2 號杯，結果溶液褪為無色。
步驟五、將 2 號杯的無色溶液 60 mL，全部倒入 3 號杯，結果溶液變為 x 色。
步驟六、將 3 號杯的 x 色溶液，倒 20 mL 於 4 號杯，結果溶液變為紫色。
參考下表(二)指示劑的顯色，回答下列各題。
表(二) 指示劑的顯色
指示劑 酸 性 中 性 鹼 性
BTB 黃 綠 藍
酚酞 無 無 粉紅
(1)試問 x 是什麼顏色？ (A)黃 (B)綠 (C)藍 (D)紫 (E)粉紅。
(2)將做完步驟六後的所有杯中溶液倒在一起，結果溶液會呈現什麼顏色？
(A)黃 (B)綠 (C)藍 (D)紫 (E)粉紅。
答案：(1)(A)；(2)(D) 解析：
(1)原來之 1 號杯中有 1 滴的 NaOH；2 號杯中有 2 滴的 HCl；在步驟四中將 1 號杯的粉紅色溶 液倒 60 mL 於 2 號杯，會發生酸鹼中和反應，但因 HCl 比 NaOH 為多，此時溶液為酸性，
因 BTB 在酸中呈現黃色，故結果變為黃色
(2)原來之 1 號杯中有 1 滴的 NaOH；2 號杯中有 2 滴的 HCl，4 號杯中有 4 滴的 NaOH；則將 所有溶液倒在一起時，因 NaOH 比 HCl 為多，溶液呈鹼性，因酚酞在鹼中呈粉紅色，溴瑞香 草酚藍在鹼中呈藍色，兩者混合則呈紫色。
第 1 章 物質的組成 -32-