Fenolftaleïne is een zwak zuur dat kleurloos is in zijn zure vorm. Wanneer het aan een zuur wordt toegevoegd, ondergaat het een chemische reactie die protonering wordt genoemd, waarbij het waterstofion (H+) uit het zuur zich bindt aan het fenolftaleïnemolecuul.

Dit zorgt ervoor dat de fenolftaleïne geprotoneerd raakt en een positieve lading krijgt. Het geprotoneerde fenolftaleïnemolecuul ondergaat vervolgens een tweede chemische reactie, tautomerisatie genaamd, waarbij het zijn moleculaire structuur herschikt om een ​​nieuwe verbinding te vormen die chinon wordt genoemd.

Het chinon is verantwoordelijk voor de roze kleur die wordt geassocieerd met fenolftaleïne in zure oplossingen. Wanneer fenolftaleïne aan een zuur wordt toegevoegd, wordt het daarom roze.