pH指示剂的原理

pH指示剂的颜色会发生变化，是因为其化学结构会随着pH值的变化而变化。芳香环和双键位置的变化会改变分子的能量状态（HOMO和LUMO能量），进而改变其吸收光的波长。

1. BTB解决方案

BTB溶液（溴百里酚蓝）的颜色会根据溶液的酸性、中性或碱性而明显不同，因此被用作pH指示剂来区分酸和碱。严格来说，BTB呈酸性，因此市售产品具有钠盐的化学结构。

当BTB溶液的pH值低于6.0时，几乎所有的BTB都会与钠形成盐；但当pH值高于7.6时，BTB羟基上的质子也会被脱去，形成二价阴离子。这种结构变化会导致溶液颜色发生变化：pH值低于6.0时为黄色，pH值高于7.6时为蓝色，pH值高于7.6时为绿色，这是两种化合物颜色的混合。

2.酚酞

酚酞溶液是一种用于区分碱性溶液的pH指示剂。由于它能产生明显的紫色，因此经常用于学校的科学实验。

酚酞是一种白色固体物质，可溶于乙醇和水。在中性或酸性环境下，酚酞溶液呈透明状，但当pH值超过9时，醚基会断裂，溶液会转变为阴离子，从而变成紫色。另一方面，当pH值超过10时，酚酞的结构会进一步变化，当pH值超过13时，紫色溶液会再次恢复无色透明。