Indikatoren sind Hilfsmittel, die das Vorliegen oder die Veränderung eines bestimmten Zustands sichtbar machen. In der Chemie versteht man darunter Stoffe oder Geräte, die den Verlauf einer Reaktion oder einen definierten Zustand überwachen, meist durch einen gut erkennbaren Farbwechsel. Besonders häufig werden Indikatoren bei Titrationen eingesetzt, um den Endpunkt einer Reaktion anzuzeigen.
pH-Indikatoren in Labor und Alltag
pH-Indikatoren dienen der Bestimmung des Säure-Base-Zustands einer Lösung. Klassische Beispiele sind Lackmus, Bromthymolblau oder Phenolphthalein, das nur in alkalischer Lösung seine Farbe ändert. Für einfache Bestimmungen nutzt man oft Indikatorpapiere oder Universalindikatoren, bei denen ein nasser Teststreifen mit einer Farbskala verglichen wird. Auf diese Weise lässt sich unterscheiden, ob eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch ist.
Auch im Alltag kommen pH-empfindliche Farbstoffe vor. Rotkohlsaft enthält den Farbstoff Cyanidin, der je nach pH-Wert von rot über violett bis blau, grün oder sogar gelb umschlagen kann. Das erklärt, warum Rotkohl je nach Zubereitung und Zugabe von Essig oder Natron unterschiedlich gefärbt erscheint. Ähnlich verändert sich beim Schwarztee die Farbe, wenn Zitronensaft zugesetzt wird; der Farbwechsel ist ebenfalls auf pH-abhängige Farbstoffe zurückzuführen, die wie Indikatoren wirken.
Supermartl – CC BY-SA 3.0 – via Creativ Commons
Funktionsweise von Säure-Base-Indikatoren
Die Moleküle typischer Säure-Base-Indikatoren sind selbst schwache Säuren oder Basen. Die protonierte Form wird in vereinfachter Schreibweise üblicherweise als $HInd$ bezeichnet, wohingegen nach der Abgabe eines Protons die zugehörige Indikatorbase Die protonierte Form des Indikators wird vereinfachend als HInd bezeichnet, nach Abgabe eines Protons liegt die zugehörige Indikatorbase Ind⁻ vor. Zwischen diesen beiden Formen stellt sich in wässriger Lösung ein Protolysegleichgewicht ein, dessen Lage vom pH-Wert bestimmt wird. Bei hoher Oxoniumionenkonzentration, also in saurer Lösung, überwiegt HInd, während bei niedriger Oxoniumionenkonzentration in basischer Lösung die Form Ind⁻ dominiert. Da die Säurekonstante Ks des Indikators konstant ist, muss sich bei einer Änderung der Oxoniumionenkonzentration das Verhältnis von HInd zu Ind⁻ deutlich verschieben, was zu einem schnellen Umschlag führt.
Die eigentliche Indikatorwirkung beruht darauf, dass die protonierte und die deprotonierte Form unterschiedliche Farben besitzen. Durch Protonierung oder Deprotonierung ändert sich die elektronische Struktur und damit die Mesomeriestabilisierung des Farbstoffs. Bei niedrigem pH-Wert dominiert die Farbe von HInd, bei höherem pH-Wert schließlich die Farbe von Ind⁻. Theoretisch liegt der Punkt, an dem beide Formen in gleicher Konzentration vorliegen, bei einem pH-Wert, der der pKs-Konstante des Indikators entspricht. Das menschliche Auge erkennt den Farbwechsel jedoch erst bei einem deutlichen Überwiegen einer Farbe, weshalb der wahrgenommene Umschlag in einem pH-Intervall um diesen Wert auftritt, dem Umschlagsbereich.
Bei Titrationen kann der Indikator selbst einen Messfehler verursachen, weil er ein eigenes Puffersystem bildet und Oxonium- oder Hydroxidionen verbraucht. Bei hoch konzentrierten Titranden ist dieser Effekt fast vernachlässigbar. In schwach gepufferten natürlichen Wässern kann die Indikatorkonzentration jedoch in derselben Größenordnung wie die Pufferkapazität des Wassers liegen. Dadurch kann sie das Ergebnis merklich beeinflussen. Zusätzlich kann die meist alkoholische Indikatorlösung die Eigenschaften des Puffersystems verändern.
Weitere Indikatortypen
Neben pH-Indikatoren gibt es eine Reihe anderer Indikatortypen. Redox-Indikatoren ändern ihre Farbe abhängig vom Redoxzustand und dienen vor allem der Endpunktbestimmung bei Redox-Titrationen. Komplexindikatoren werden in der Komplexometrie eingesetzt, etwa zur Bestimmung von Metallionenkonzentrationen und der Wasserhärte. Solvatochrome Farbstoffe reagieren auf das umgebende Lösungsmittel und ändern dessen Eigenschaften entsprechend ihre Farbe, spannungsabhängige Farbstoffe zeigen Veränderungen elektrischer Spannungen an, etwa an Membranen.
Blaugel feucht (=rosa) | Poyraz 72 – CC BY-SA 4.0 – via Creativ Commons
Thermoindikatoren sind dafür ausgelegt, bestimmte Temperaturbereiche sichtbar zu machen. Sie kommen zum Beispiel als Thermokreiden oder selbstklebende Temperaturindikatoren zum Einsatz, die beim Überschreiten einer Grenztemperatur die Farbe wechseln, teils reversibel, teils dauerhaft. Mischindikatoren bestehen aus einem Gemisch verschiedener Indikatoren, um einen breiteren oder mehrere Umschlagsbereiche zu erhalten, während Kontrastindikatoren einen Indikator mit einem farbstabilen Zusatzfarbstoff kombinieren, um den Umschlag deutlicher hervorzuheben. Feuchtigkeitsindikatoren wie mit Kobaltchlorid versetztes Silicagel verändern bei Wasseraufnahme ihre Farbe und werden etwa in Verpackungen oder Baugruppen eingesetzt, um kritische Luftfeuchten anzuzeigen. Fluoreszenzindikatoren schließlich sind Farbstoffe, deren Fluoreszenz sich am Äquivalenzpunkt einer Titration ändert oder in der Dünnschichtchromatografie genutzt wird, um farblose Substanzen unter UV-Licht sichtbar zu machen.
Der vorliegende Text stellt eine vollständig überarbeitete und neu strukturierte Fassung des Wikipedia-Artikels „Indikatoren“ dar. Er unterliegt der Lizenz CC BY-SA 3.0 und enthält keine inhaltlichen Ergänzungen über die Originalquelle hinaus. Stand: 06.12.2025