Когда в водный раствор аммиака (NH₃·H₂O) добавляют несколько капель фенолфталеина, раствор становится розовым. Это происходит потому, что фенолфталеин является кислотно-основным индикатором, который меняет цвет в зависимости от уровня pH среды. В щелочной среде, каковая образуется при наличии аммиака, фенолфталеин окрашивается в розовый цвет.
Аммиак в воде диссоциирует с образованием гидроксид-ионов (OH⁻), что делает раствор щелочным:
[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- ]
Когда к этому раствору добавляют серную кислоту (H₂SO₄), она реагирует с гидроксид-ионами, нейтрализуя щёлочь:
[ \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{OH}^- \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O} + \text{SO}_4^{2-} ]
В результате этой реакции количество гидроксид-ионов в растворе уменьшается, и среда становится менее щелочной, постепенно переходя в нейтральную и затем в кислотную. В нейтральной и кислой среде фенолфталеин бесцветен, поэтому исчезает его розовая окраска.
Кроме того, аммиак реагирует с серной кислотой, образуя сульфат аммония:
[ 2 \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow (\text{NH}_4)_2\text{SO}_4 ]
Таким образом, нейтрализация щёлочи и образование сульфата аммония приводят к исчезновению розовой окраски фенолфталеина, что и объясняет наблюдаемое явление.