Кислотно-основные индикаторы (лат. indicator – указатель) представляют собой группу растворимых органических соеди­нений, которые меняют свой цвет с изменением концентрации Н+ (рН среды). Это связано с тем, что при установлении определенного значения рН происходят замена одних хромогенных групп другими или появление новых хромогенных групп.

Индикаторами, как правило, являются вещества, которые сами подвергаются окислению или восстановлению, причем их окисленная и восстановленная формы имеют разную окраску.

Наиболее отчетливое изменение цвета индикатора происхо­дит в точке рТ (показатель титрования), которая соответствует конкретному для каждого индикатора значению рН, при кото­ром происходит процесс отдачи или, наоборот, присоединения протонов к молекуле индикатора, сопровождающееся измене­нием хромофорной группы.

Индикаторы подразделяются на одноцветные, изменяющие тон цвета с изменением рН, и двухцветные.

Кроме индикаторов, представляющих определенные хими­ческие вещества, широкое применение в практике находят комплексы соединений – смеси нескольких химических инди­каторов с различными интервалами перехода, многократно ме­няющие свою окраску при разных значениях рН.

В микробиологической практике кислотно-основные свой­ства индикаторов используются главным образом в приготов­лении дифференциально-диагностических сред, выявляющих способность исследуемых микроорганизмов ферментировать углеводы, азотистые соединения, воздействовать на различные химические добавки к питательной среде, ведущие к измене­нию рН в сторону увеличения кислотности или щелочности и изменению цвета колоний микробов и питательной среды.

Индикаторы, используемые в микробиологических лабораториях

Рецепт 35. Лакмусовая настойка

Коммерческий лакмус представляет собой кусочки твердого вещества светлого серовато-желтого цвета. Для приготовления их помещают в фарфоровую ступку, измельчают в мелкий порошок и экстрагируют в течение 3 сут в термостате при 37 °С в десятикратном объеме 96 % спирта, ежедневно меняя его. Затем спирт сливают, а осадок высушивают в термостате.

Сухой осадок заливают десятикратным объемом дистилли­рованной воды и после трехдневного настаивания при комнат­ной температуре фильтруют.

В кислой среде лакмусовая настойка имеет красноватую окраску, в щелочной – синюю.

В темном месте и хорошо закрытом флаконе лакмусовая настойка может сохраняться длительное время.

Рецепт 36. Индикатор бромтимоловый синий
Бромтимоловый синий 0,4 г
Гидроксида натрия (NОН)
децинормальный раствор 6,4 мл
Дистиллированная вода 100 мл
Бромтимоловый синий 0,4 г растворяют в 40 мл дистиллированной воды, нагрев ее до кипения. После этого к раствору прибавляют 6,4 мл децинормального раствора гидроксида натрия, в результате чего жидкость приобретает зеленоватый цвет, и доливают до 100 мл дистиллированной водой.
Приготовленный таким образом индикатор в темном месте, в склянке, закрытой притертой пробкой, может сохраняться долгое время.
Бромтимоловый синий позволяет определять изменения ре¬акции среды в пределах рН 6,0–7,7.

Таблица П.2. Изменение цвета бромтимолового синего с изменением рН
 
Рецепт 37. Индикатор Андреде
Наиболее широкое применение индикатор Андреде находит при изготовлении дифференциальных сахарных сред Гисса для выявления окисления и ферментации входящих в их состав углеводов.
Приготовление индикатора Андреде
Фуксин кислый 1,0 г
Гидроксид натрия (NаОН)
IN раствор 64 мл
Дистиллированная вода 400 мл
Фуксин кислый растворяют в гидроксиде натрия, после растворения краски прибавляют 100 мл дистиллированной во¬ды, настаивают 24 ч при 37 °С в течение суток. Последующие 2 сут держат на свету при комнатной температуре. Сохраняют во флаконе темного стекла с резиновой или хорошо притертой пробкой.
 
 

Таблица П.3. Изменение цвета индикатора Андреде при рН 5,3–7,4

Рецепт 38. Индикатор ВР

Комбинированный индикатор, представляющий собой смесь водного голубого и розоловой кислоты. Применяется при из­готовлении коммерческих сухих питательных сред. В кислой среде имеет синюю окраску, в щелочной – красную, при ней­тральной реакции бесцветен. Действует индикатор в диапазоне рН 4,5-8,0.

Рецепт 39. Индикаторы Кларка

Готовят в виде спиртовых и водных растворов. Для опреде­ления реакции пользуются водными 0,1% растворами, по­скольку они более чувствительны, чем спиртовые.

Спиртовые 1,6 % растворы используют для приготовления специальных питательных сред.

Для приготовления 0,1 % водного раствора берут навеску индикатора и растирают ее в порошок с 1/20 N раствором гидроксида натрия. Для разных индикаторов требуются разные объемы гидроксида натрия.

 

 Таблица П.4. Объемы гидроксида натрия для индикаторов Кларка

После растворения в щелочи к каждому индикатору добав­ляют дистиллированную воду до 25 мл и получают 0,4 % ос­новные растворы, которые хранят впрок. При изготовлении питательных сред основные растворы разводят дистиллирован­ной водой до 0,02–0,04 % по мере необходимости.

В табл.П. 5 указано изменение цвета индикаторов Кларка соответственно изменению рН среды.

Рецепт 40. Универсальный индикатор (коммерческий)
Коммерческий реактив "Универсальный индикатор" представляет собой набор нескольких индикаторов розовато-красного цвета, изменяющегося в зависимости от рН среды.
Таблица П.6. Цвет коммерческого универсального индикатора при разных значениях рН.

Диапазон чувствительности этого индикатора очень широ­кий – от рН 2,0 до 9,0 (интервал около 1,5–2,0 единиц рН). Поэтому его используют лишь для ориентировочного опреде­ления реакции раствора или среды.

Способ приготовления указан на этикетке.

Рецепт 41. Универсальные индикаторы

  1. В 500 мл 96 % спирта растворяют 100 мг фенолфталеина, 200 мг метилового красного, 300 мг метилового желтого, 400 мг бромтимолового синего и 500 мг тимолового синего, затем прибавляют 0,1 N раствор №ОН до появления чисто-желтой окраски (рН 6,0).

Таблица П.7. Изменение цвета универсального индикатора с измене­нием рН

  1. Смешивают 15 мл 0,1 % раствора метилового желтого, 5 мл 0,1 % раствора метилового красного, 20 мл 0,1 % раствора бромтимолового синего, 20 мл 0,1 % раствора фенолфталеина и 20 мл 0,1 % раствора тимолфталеина. 

    Таблица П.8. Изменение цвета универсального индикатора с измене­нием рН

    1. В 100 мл 50 % спирта растворяют 70 мг тропеолина, 100 мг метилового оранжевого, 80 мг метилового красного, 400 мг бромтимолового синего, 500 мг фенолфталеина и 100 мг али­заринового желтого Р.

      Таблица П.9. Изменение цвета универсального индикатора с измене­нием рН*

      Приготовление индикаторных бумаг

      Рецепт 42. Индикаторная бумага на сероводород

      Для определения сероводорода (Н2S) пользуются полосками фильтровальной бумаги, смоченной в растворе следующего состава:

      Дистиллированная вода                    100 мл

      Уксуснокислый свинец                    20,0 г

      Двууглекислая сода                           1,0 г

      Бумагу высушивают, нарезают полосками шириной 0,3– 0,4 см и длиной 5–6 см. Перед употреблением бумага бесцвет­на, а при образовании микробной культурой приобретает бурый цвет.

      Рецепт 43. Индикаторная бумага на индол по Морелю

      Фильтровальную бумагу, нарезанную полосками (так же, как для выявления НгЗ), пропитывают насыщенным водным раствором щавелевой кислоты и высушивают в термостате. Приготовленная бумага имеет белый цвет, при образовании микробной культуры индола нижний конец индикаторной бу­маги приобретает сиреневый или малиновый цвет разной ин­тенсивности.

      Таблица П.10. Некоторые смешанные индикаторы*

      * Из кн.: Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии.–М.: Химия, 1979.

      ** Индикаторы хранят в склянках из темного стекла. Примечание. Показатель титрования рТ – значение рН, при котором наблюдатель отчетливо отмечает изменение окраски индикатора и при­знает титрование законченным.