อินดิเคเตอร์ คือ สารที่ใช้บอกความเป็นกรด-เบส ของสารละลายได้อย่างหนึ่ง สารประกอบที่เปลี่ยนสีได้ที่ pH เฉพาะตัว จะถูกนำมาใช้เป็นอินดิเคเตอร์ได้ เช่น ฟีนอล์ฟทาลีน จะไม่มีสีเมื่ออยู่ในสารละลายกรด และจะเปลี่ยนเป็นสีชมพู เมื่ออยู่ในสารละลายเบสที่มี pH 8.3
ภาพฟีนอล์ฟทาลีน

 อินดิเคเตอร์สำหรับกรด-เบส เป็นสารอินทรีย์ อาจเป็นกรดหรือเบสอ่อนๆ ซึ่งสามารถเปลี่ยนจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งได้ เมื่อ pH ของสารละลายเปลี่ยน

การเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์

HIn เป็นสัญลักษณ์ของอินดิเคเตอร์ที่อยู่ในรูปกรด (Acid form)

In- เป็นสัญลักษณ์ของอินดิเคเตอร์ที่อยู่ในรูปเบส (Basic form)

รูปกรดและรูปเบสมีภาวะสมดุล เขียนแสดงได้ด้วยสมการ ดังนี้

HIn(aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + In-(aq)

                                                                                       ไม่มีสี *                                                                สีชมพู*

(รูปกรด)                                                             (รูปเบส)

(* = กรณีเป็นฟีนอล์ฟทาลีน)

HIn และ In- มีสีต่างกันและปริมาณต่างกัน จึงทำให้สีของสารละลายเปลี่ยนแปลงได้ ถ้าปริมาณ HIn มากก็จะมีสีของรูปกรด ถ้ามีปริมาณ In- มากก็จะมีสีของรูปเบส การที่จะมีปริมาณ HIn หรือ In- มากกว่าหรือน้อยกว่านั้นขึ้นอยู่กับปริมาณ H3O+ ในสารละลาย ถ้ามี H3O+ มากก็จะรวมกับ In- ได้เป็น HIn ได้มากจะเห็นสารละลายใสไม่มีสีของ HIn แต่ถ้าอยู่ในสารละลายที่มี OH- มาก OH-จะทำปฏิกิริยากับ H3O+ ทำให้ H3O+ ลดลง ซึ่งจะมีผลทำให้เกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าได้ In- มากขึ้น จะเห็นสารละลายในรูปของ In- คือเห็นเป็นสีชมพู
ช่วง pH ที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีจากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่ง สารละลายจะมีสีผสมระหว่างรูปกรดและรูปเบส เรียกว่า ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ (pH range หรือ pH interval)
        ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์หาได้จากค่า Kind ของอินดิเคเตอร์ดังนี้
           HIn(aq) + H2O(l)  H3O+ (aq) + In- (aq)
          ไม่มีสี * (รูปกรด)                                         สีชมพู* (รูปเบส) ; (* = กรณีเป็นฟีนอล์ฟทาลีน)
นั่นคือ ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ = pKind   1        หมายความว่า สีของอินดิเคเตอร์จะเริ่มเปลี่ยนแปลงเมื่อ pH = pKind   1 ซึ่งเป็นค่าโดยประมาณ แต่ถ้า [HIn] มากกว่าหรือน้อยกว่า [In- ] 10 เท่าขึ้นไป อาจถึง 100 เท่า ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ก็จะเปลี่ยนไป ช่วง pH ของอินดิเคเตอร์ที่ถูกต้องจริงๆ ของแต่ละอินดิเคเตอร์หาได้จากการทดลอง
ตัวอย่างเช่น เมทิลเรด มีช่วง pH 4.4 – 6.2 หมายความว่า สารละลายที่หยดเมทิลเรดลงไป จะเปลี่ยนสีจากรูปกรด (แดง) ไปเป็นรูปเบส (เหลือง) ในช่วง pH ตั้งแต่ 4.4 – 6.2 นั่นคือ
- ถ้า pH < 4.4 จะให้สีแดง (รูปกรด)
- pH อยู่ระหว่าง 4.4 – 6.2 จะให้สีผสมระหว่างสีแดงกับเหลือง คือ สีส้ม
- pH > 6.2 จะให้สีเหลือง (รูปเบส)
สีของอินดิเคเตอร์แต่ละชนิด จะเปลี่ยนในช่วง pH ที่ต่างกัน ซึ่งแสดงได้ดังภาพ
อย่างไรก็ตาม อินดิเคเตอร์ชนิดหนึ่งๆ จะใช้หาค่า pH ของสารละลายได้อย่างคร่าวๆ เท่านั้น เช่น เมื่อนำสารละลายมาเติม เมทิลออเรนจ์ลงไป (ช่วง pH ของเมทิลออเรนจ์เท่ากับ 3.0 – 4.4 และสีที่เปลี่ยนอยู่ในช่วง สีแดง   เหลือง) ถ้าสารละลายมีสีเหลืองหลังจากหยดเมทิลออเรนจ์ แสดงว่าสารละลายนี้มี pH ตั้งแต่ 4.4 ขึ้นไป ซึ่งอาจมีฤทธิ์เป็นกรด กลางหรือ เบส ก็ได้ ดังนั้น การหาค่า pH ของสารละลายหนึ่งๆ อาจจะต้องใช้อินดิเคเตอร์หลายๆ ตัว แล้วนำข้อมูลมาวิเคราะห์ pH ของสารละลายร่วมกัน
ตัวอย่าง การทดลองหาค่า pH ของสารละลายชนิดหนึ่ง โดยใช้อินดิเคเตอร์ 5 ชนิดด้วยกัน ผลการทดลองเป็นดังนี้
ชนิดของอินดิเคเตอร์
ช่วง pH
สีที่เปลี่ยน
สีสารละลายที่ได้จากการทดลอง
1. methyl yellow 2. Bromeresol green 3. Methyl red 4. Bromothymol blue 5. Phenophtalein
2.9-4.0 3.8-5.4 4.4-6.2 6.0-7.6 8.0-9.6
สีแดง-เหลือง เหลือง-น้ำเงิน แดง-เหลือง เหลือง-น้ำเงิน ไม่มีสี-สีชมพู
เหลือง น้ำเงิน ส้ม เหลือง ไม่มีสี
ให้หาค่า pH ของสารละลายจากข้อมูลการทดลองข้างต้น
แนวคิด จากอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 1 แสดงว่า pH ของสารละลาย > 4 จากอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 2 แสดงว่า pH ของสารละลายอยู่ระหว่าง 4.4-6.2 จากอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 3 แสดงว่า pH ของสารละลาย > 5.4 จากอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 4 แสดงว่า pH ของสารละลาย < 6 จากอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 5 แสดงว่าpH ของสารละลาย < 8.0 สรุปได้ว่า สารละลายมี pH อยู่ระหว่าง 5.4 – 6
        การหา pH ของสารละลายโดยใช้อินดิเคเตอร์หลายๆ ชนิดนี้ ไม่สะดวกในการใช้ จึงมีการคิดที่จะนำอินดิเคเตอร์หลายๆ ชนิด ซึ่งเปลี่ยนสีในช่วง pH ต่างๆ กันมาผสมกันในสัดส่วนที่เหมาะสม จะสามารถใช้บอกค่า pH ของสารละลายได้ละเอียดขึ้น อินดิเคเตอร์ผสมนี้เรียกว่า ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนสีได้ในสารละลายที่มี pH ต่างๆ กันเกือบทุกค่า
        การใช้ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ หยดยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ลงในสารละลายที่ต้องการหาค่าpH ประมาณ 3 หยดต่อสารละลาย 3 cm3 สังเกตสีของสารละลายแล้วเปรียบเทียบกับสีมาตรฐานของยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ที่ pH ต่างๆ ว่าสีของสารละลายตรงกับสีมาตรฐานที่ pH ใด ก็จะมีค่าเท่ากับ pH นั้น
ตาราง การเปลี่ยนสีของสารละลาย เมื่อใช้ยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์
pHสารละลาย
               สี
        3
             แดง
        4
           ส้มแดง
        5
             ส้ม
        6
          ส้มเหลือง
        7
         เหลืองเขียว
        8
             เขียว
        9
         น้ำเงินเขียว
       10
             ม่วง
       11
            ม่วงแดง