Was passiert, wenn man Natriumbicarbonatlösung und Phenolphthalein mischt?

Das Mischen von Natriumbicarbonatlösung (NaHCO3) mit Phenolphthalein führt zu einem Farbumschlag von farblos nach rosa. Dies geschieht aufgrund der folgenden Reaktion:

NaHCO3 + H2O → Na+ + HCO3- + H2O

H2O + CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

Die Natriumbicarbonatlösung enthält Bicarbonationen (HCO3-), die mit Wasser unter Bildung von Kohlensäure (H2CO3) reagieren. Kohlensäure ist eine schwache Säure, die teilweise in Wasserstoffionen (H+) und Bicarbonationen zerfällt.

Phenolphthalein ist ein schwacher Säure-Base-Indikator, der als Reaktion auf pH-Änderungen seine Farbe ändert. In sauren Lösungen bleibt Phenolphthalein farblos, in basischen Lösungen verfärbt es sich rosa.

Das Vorhandensein von Wasserstoffionen (H+), die durch die Dissoziation von Kohlensäure entstehen, führt dazu, dass die Lösung leicht sauer wird, was zu einer farblosen Phenolphthaleinlösung führt. Bei weiterer Zugabe von Natriumhydrogencarbonatlösung steigt jedoch die Konzentration an Bicarbonat-Ionen, wodurch sich das Gleichgewicht der Kohlensäurereaktion hin zur Bildung von mehr Bicarbonat-Ionen und Wasser verschiebt.

Dadurch wird die Lösung weniger sauer und der pH-Wert steigt. Wenn der pH-Wert etwa 8,2–10 erreicht, erfährt Phenolphthalein einen Farbumschlag, wodurch die Lösung von farblos zu rosa wird, was auf das Vorhandensein einer basischen Umgebung hinweist.