Universalindikator

Definition und Zusammensetzung

Ein Universalindikator ist ein pH-Indikator, mit dem sich pH-Werte über einen sehr weiten Bereich anhand verschiedener Farben erkennen lassen. Der pH-Wert gibt an, ob eine Lösung sauer, neutral oder basisch ist.

Ein Universalindikator besteht meist nicht aus einer einzelnen Substanz, sondern aus mehreren Indikatorsubstanzen. Diese besitzen unterschiedliche Farben und Umschlagsbereiche, also unterschiedliche pH-Bereiche, in denen sie ihre Farbe verändern. Die Bestandteile werden so aufeinander abgestimmt, dass sich die Farbe des Gemischs möglichst mit jeder pH-Einheit ändert.

Eine mögliche Zusammensetzung enthält unterschiedliche Mengen Thymolblau, Bromthymolblau, Methylrot und Phenolphthalein. Der von vielen Herstellern angebotene Universalindikator nach der Rezeptur von McCrumb besteht aus 20 mg Phenolphthalein, 20 mg Methylrot, 40 mg Thymolblau und 40 mg Bromthymolblau, gelöst in 100 ml Ethanol.

Anwendung und Farbskala

Universalindikatoren dienen vor allem dazu, einen unbekannten pH-Wert im Bereich von 0 bis 14 grob zu bestimmen. Die nach der Messung auftretende Farbe wird dazu mit einer Farbskala verglichen.

Für einen typischen Universalindikator gilt beispielsweise: Bei einem pH-Wert unter 3 ist die stark saure Lösung rot. Im sauren Bereich von pH 3 bis 6 erscheint sie orange oder gelb. Eine neutrale Lösung mit pH 7 ist grün. Basische Lösungen beziehungsweise Laugen von pH 8 bis 11 sind türkis. Stark basische Lösungen mit einem pH-Wert über 11 erscheinen dunkelblau.

Für Titrationen ist ein Universalindikator nicht bestimmt. Bei einer Titration soll ein möglichst genau festgelegter Umschlagspunkt erkannt werden. Dafür verwendet man einzelne Indikatorsubstanzen wie Methylorange oder Phenolphthalein.

Eine besondere Mischung aus gleichen Teilen Methylrot, Methylgelb, Thymolblau und Bromthymolblau verändert ihre Farbe ähnlich einer Ampel von Rot über Gelb nach Grün.

Universalindikatorpapier und natürlicher Indikator

Indikatorpapier entsteht, indem Filterpapier mit einer Indikatorlösung imprägniert, also getränkt, wird. Bei der Verwendung eines Universalindikators heißt es Universalindikatorpapier. Im Handel ist es häufig als Streifen auf Rollen, aber auch in anderen Zuschnitten erhältlich. Die gemessene Farbe wird mit einer zugehörigen Skala verglichen.

Angefeuchtetes Universalindikatorpapier kann außerdem zum Nachweis von Gasen dienen. Als Beispiel nennt der Artikel den Nachweis von Ammoniak bei der Kreuzprobe.

Auch Rotkohl beziehungsweise das beim Kochen von Rotkohl verwendete Wasser enthält einen natürlichen Universalindikator. Der wirksame Farbstoff ist Cyanidin, das im Rotkohl mit Zuckerresten verbunden als Anthocyanidine vorliegt. Im sauren Milieu ist der Indikator rot, weshalb Rotkohl bei der Zubereitung mit Essig rot erscheint. Im schwach basischen Milieu ist er blau oder grün; bei der Zubereitung mit Natron entsteht daher Blaukohl. Im stark basischen Milieu ist die Farbe gelb. Dieser natürliche Indikator eignet sich in der Praxis allerdings nur zur groben Abschätzung des vorhandenen Milieus.

Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit

Universalindikatoren können die elektrische Leitfähigkeit der untersuchten Lösung verändern. Besonders bei stark verdünnten Lösungen ist dieser Einfluss nicht immer zu vernachlässigen, weil bereits die zugesetzte Indikatorlösung einen messbaren Beitrag leisten kann.

Als Beispiel beschreibt der Artikel die Änderung der Leitfähigkeit von Reinstwasser durch die Zugabe eines auf Ethanol basierenden Universalindikators. Betrachtet werden dabei Indikatoranteile von 0 bis 1 Volumenprozent. Bei Leitfähigkeitsmessungen muss somit berücksichtigt werden, dass der zugesetzte Universalindikator selbst das Messergebnis beeinflussen kann.