Fenolftaleïne is een zwak zuur dat bij alkalische pH een chemische reactie ondergaat om een ​​gekleurd anion te vormen. De structurele verandering die optreedt wanneer fenolftaleïne wordt gedeprotoneerd, veroorzaakt de kleurverandering.

In zure oplossingen komt fenolftaleïne voor in zijn geprotoneerde vorm, die kleurloos is. De geprotoneerde vorm van fenolftaleïne heeft een chemische structuur waarbij de hydroxylgroep (-OH) op het centrale koolstofatoom is geprotoneerd, waardoor een -OH2+ groep wordt gevormd. Deze protonering voorkomt de vorming van het gekleurde anion.

Wanneer fenolftaleïne aan een alkalische oplossing wordt toegevoegd, zorgt de hoge concentratie hydroxide-ionen (OH-) ervoor dat het proton op de hydroxylgroep wordt verwijderd. Deze deprotonering leidt tot de vorming van het fenolftaleïne-anion, dat een rozerode kleur heeft. Het fenolftaleïne-anion heeft een gedelokaliseerde negatieve lading die zich over het molecuul uitstrekt, wat resulteert in de absorptie van licht in het zichtbare gebied van het spectrum, waardoor het de rozerode kleur krijgt.

De kleurverandering van fenolftaleïne bij alkalische pH is een resultaat van het chemische evenwicht dat bestaat tussen de geprotoneerde en gedeprotoneerde vormen van de verbinding. Bij hogere pH-waarden verschuift het evenwicht naar de gedeprotoneerde vorm, wat leidt tot een intensere rozerode kleur.

Samenvattend verandert fenolftaleïne van kleur bij een alkalische pH vanwege de deprotonering van de hydroxylgroep, wat leidt tot de vorming van het gekleurde fenolftaleïne-anion. Deze verandering in de moleculaire structuur resulteert in de absorptie van licht in het zichtbare gebied, waardoor de oplossing een rozerode kleur krijgt.