2.3 化学实验常用指示剂
指示剂是用来判别物质的酸碱性、测定溶液酸碱度或容量分析中用来指示达到化学计量点的物质。指示剂一般都是有机弱酸或弱碱，它们在一定的pH范围内，变色灵敏，易于观察。故其用量很小，一般为每10mL溶液加入1滴指示剂。指示剂的种类较多，这里简单介绍常用的酸碱指示剂。
2.3.1 酸碱指示剂
（1）指示剂的变色原理 酸碱指示剂一般是弱的有机酸、有机碱或两性物质，它们的共轭酸碱对具有不同结构，因而呈现不同的颜色。当溶液的pH改变，指示剂失去或得到质子（引起平衡移动），结构发生变化，各物质浓度发生改变，导致溶液颜色改变。现以甲基橙为例说明指示剂的变色原理。
甲基橙是一种双色指示剂，在水溶液中存在下列平衡：
根据酸碱质子理论，上式中左边显黄色的物质是共轭碱，而右边显红色的物质是共轭酸。在溶液中，当c（H+）增大或c（OH-）减小，平衡向右移动，其共轭酸的浓度增大，此时甲基橙主要的存在形式为醌式结构，溶液呈红色；当c（H+）减小或c（OH-）增大，平衡向左移动，其共轭碱的浓度增大，此时甲基橙主要的存在形式为偶氮结构，溶液呈黄色。
（2）指示剂的变色范围 由前述讨论得出，指示剂在不同pH的溶液中显不同颜色。但通常只有c（碱）（共轭碱的浓度）与c（酸）（共轭酸的浓度）的比值大于10∶1，才能观察到共轭碱（如甲基橙的分子）单独的颜色。同理只有c（酸）与c（碱）的比值大于10∶1，才能观察到共轭酸（如甲基橙的离子）单独的颜色。两者浓度之比为1～10时，观察到的是两种颜色的混合色。人们把指示剂显混合色时溶液的pH范围称为指示剂的变色范围。指示剂的种类不同，其变色范围也不同。
使用单一的指示剂，根据其变色范围可粗略地知道溶液的酸碱性。例如，在某溶液中滴加甲基红，溶液显红色，表明溶液的pH在4.4以下，为酸性溶液。如果溶液显黄色，表明溶液的pH大于6.2，为中性或碱性溶液。如果溶液显橙黄色，表明溶液的pH为4.4～6.2。如果需要比较精确地知道溶液的pH时，可使用混合指示剂（具有颜色互补、变色敏锐、变色范围狭窄等特点）或以此制成的广泛pH试纸和精密pH试纸。
2.3.2 金属指示剂
酸碱指示剂的颜色变化依赖于溶液的pH，而有一类指示剂的颜色变化却依赖于金属离子的浓度，这类指示剂被称为金属指示剂。金属指示剂通常又是同时具有酸碱指示剂性质的有机染料。在一定pH范围内，当金属离子浓度发生突变时，指示剂颜色相应发生突变，以此来确定反应的计量点。金属指示剂能与某金属离子生成有别于本身颜色的配合物，由此可检查该金属离子存在与否。
2.3.3 普通化学实验常用的试纸
在实验室经常使用试纸来定性检验一些溶液的性质或某些物质是否存在。试纸使用起来操作简单、方便。
试纸的种类很多，实验室常用的有pH试纸、乙酸铅试纸和碘化钾-淀粉试纸。
（1）pH试纸用以检验溶液的pH，一般有两类：一类是广泛pH试纸，变色范围pH为1～14，用来粗略检验溶液的pH；另一类是精密pH试纸，这种试纸在pH变化较小时就有颜色的变化。它可用来较精细地检验溶液的pH。精密pH试纸有很多种，如变色范围分别在pH为2.7～4.7、3.8～5.4、5.4～7.0、6.9～8.4、8.2～10.0、9.5～13.0等。
（2）乙酸铅试纸用以定性地检验反应中是否有H2S气体产生（溶液中是否有S2-存在）。该试纸曾在Pb（Ac）2溶液中浸泡过。使用时用蒸馏水湿润试纸，将待测溶液酸化，如有S2-，则生成H2S气体逸出，遇到试纸，即溶于试纸上的水中，然后与试纸上的Pb（Ac）2反应，生成黑色的PbS沉淀，即
Pb（Ac）2+H2S
PbS↓+2HAc
使试纸呈黑褐色并有金属光泽，有时颜色较浅，但一定有金属光泽，这是特征现象。溶液中S2-的浓度若较小，用此试纸不易检出。
（3）碘化钾-淀粉试纸用以定性地检验氧化性气体（如Cl2、Br2等）。试纸曾在碘化钾-淀粉溶液中浸泡过。使用时用蒸馏水润湿试纸，当有氧化性气体溶于试纸上的水后，将I-氧化为I2。
2I-+Cl2I2+2Cl-
I2立即与试纸上的淀粉作用，使试纸变为蓝紫色。
要注意的是强氧化性气体的氧化性很强且气体浓度较大时，则有可能将I2继续氧化成IO3-，而使试纸又褪色，这时不要误认为试纸没有变色，以致得出错误结论。
2.3.4 试纸的使用方法及注意事项
（1）pH试纸。将一小块试纸放在点滴板上，用蘸有待测溶液的玻棒点试纸的中部，试纸即被待测溶液润湿而变色。不要将待测溶液滴在试纸上，更不要将试纸泡在溶液中。试纸变色后，与色阶板比较，得出pH或pH范围。
（2）乙酸铅试纸与碘化钾-淀粉试纸。将两小块试纸润湿后粘在玻棒的一端，然后用此玻棒将试纸放到试管口，如有待测气体逸出则变色。有时逸出的气体较少，可将试纸伸进试管，但要注意，勿使试纸接触管壁和溶液。
使用试纸时要注意节约。可将试纸剪成小块，每次用两块。使用后的试纸应置于垃圾桶中，不能随意抛弃，更不能弃于水槽中。取出试纸后，应将装试纸的容器盖严，以免被实验室内的一些气体污染。