水溶液の写真と紫外可視吸収スペクトルを, 図 14, 15, 16, 17, 18, 19 に示しました。 たとえばフェノールフタレインについては (図 19), 酸性では可視部に全く吸収はありません。 したがってすべての色の光が透過して目に入るため, 着色していない (無色) ように見えます。 一方アルカリ性の場合には, 波長が 560 nm 付近の光, すなわち緑色から黄色の光を吸収していることがわかります。 このため, その補色として水溶液は赤色に見えることになります。
また水溶液の pH がかわった時には、 たとえばフェノールフタレインの分子構造は 図20 に立体的に表示した様に変化します。 中心の炭素まわりに注目すると、左は四面体型になっているのに対し、 右の場合には五角形の環を作っていた結合が切れて無くなり、平面型になっています。
このように分子構造が変化することによって, その物質が吸収する光のエネルギー (波長) が変化します。 そのために色が変わって見えるのです。
なお, 水溶液の酸性度が変わると色を変える物質を``指示薬''といいます。 紅茶の色もレモンの汁の酸により色が変わる指示薬になります。 試してみましょう。
