Le mélange du bleu de bromothymol avec du chlorure de calcium entraîne un changement de couleur de la solution. Le bleu de bromothymol est un indicateur de pH, c'est-à-dire qu'il change de couleur en fonction de l'acidité ou de la basicité d'une solution. À pH neutre, le bleu de bromothymol apparaît vert. Lorsqu’elle est mélangée avec du chlorure de calcium, la solution devient plus acide, ce qui fait virer le bleu de bromothymol au jaune.

La réaction qui se produit lorsque le bleu de bromothymol et le chlorure de calcium sont mélangés est une réaction de métathèse, également connue sous le nom de réaction de double remplacement. Dans ce type de réaction, les ions positifs (cations) d’un composé changent de place avec les ions positifs d’un autre composé, et les ions négatifs (anions) des deux composés changent également de place. Dans ce cas, les ions calcium (Ca2+) du chlorure de calcium remplacent les ions hydrogène (H+) du bleu de bromothymol, formant du bleu de bromothymol de calcium et de l'acide chlorhydrique (HCl).

L’équation chimique de la réaction est :

CaCl2 + HIn (bleu de bromothymol) → CaIn2 + 2HCl

où HIn représente l'indicateur bleu de bromothymol.

Cette réaction démontre le principe de la chimie acide-base, où un acide (HCl) est formé par la combinaison d'un ion hydrogène (H+) et d'un anion (Cl-), et une base (bleu de bromothymol de calcium) est formée par la combinaison d'un cation (Ca2+) et d'un anion (In-).