Dans les solutions acides, la phénolphtaléine existe sous sa forme protonée, incolore. La forme protonée de la phénolphtaléine a une structure chimique dans laquelle le groupe hydroxyle (-OH) sur l'atome de carbone central est protoné, formant un groupe -OH2+. Cette protonation empêche la formation de l'anion coloré.
Lorsque la phénolphtaléine est ajoutée à une solution alcaline, la forte concentration d’ions hydroxyde (OH-) provoque l’élimination du proton sur le groupe hydroxyle. Cette déprotonation conduit à la formation de l’anion phénolphtaléine, de couleur rose-rouge. L'anion phénolphtaléine a une charge négative délocalisée qui s'étend sur la molécule, entraînant l'absorption de la lumière dans la région visible du spectre, lui donnant la couleur rose-rouge.
Le changement de couleur de la phénolphtaléine à pH alcalin est le résultat de l'équilibre chimique qui existe entre les formes protonées et déprotonées du composé. À des valeurs de pH plus élevées, l’équilibre se déplace vers la forme déprotonée, conduisant à une couleur rose-rouge plus intense.
En résumé, la phénolphtaléine change de couleur à pH alcalin en raison de la déprotonation du groupe hydroxyle, ce qui conduit à la formation de l'anion phénolphtaléine coloré. Ce changement dans la structure moléculaire entraîne l’absorption de la lumière dans la région visible, donnant à la solution une couleur rose-rouge.
