Trockeneis ist die feste Form des Kohlenstoffdioxids. In und mit Wasser bildet sich aus der Reaktion des Kohlenstoffdioxids die Kohlensäure. Um Säuren in Wasser nachzuweisen verwendet man Stoffe, die sich im Zusammenspiel mit einer Säure ändern. Dieser Nachweis über typische Reaktionen von Stoffen mit anderen Stoffen ist ein fester Grundstein der chemischen Analyse.
Stoffe, die anzeigen (lat. indicare) das ein anderer Stoff typisch mit ihnen reagiert hat nennt man Indikatoren. Im Fall der Säuren und Basen werden Säure/Base-Indikatoren benötigt, die die typischen Bestandteile dieser Stoffgruppen nachweisen: Protonen und Hydroxidionen. Säure/Base-Indikatoren sind selbst schwache (meist organische) Säuren (oder Basen, was wir aber für den Moment vernachlässigen wollen). In Wasser geben diese Säuren Protonen an das Wasser ab. Da es sich um schwache Säuren handelt geben sie ihre Protonen aber nur teilweise und in einem Gleichgewicht mit dem Wasser ab.
Ein konjugierendes (zusammenspielendes) Π-Bindungssystem in der organischen Struktur der Indikatoren sorgt für die typische Farbe des Farbstoffs. So schwierig der Satz auch klingt; es sind immer komplexe zusammenspielende Strukturen, die Farben entstehen lassen, indem sie Lichtenergie einer bestimmten Wellenlänge aufnehmen und einer anderen Wellenlänge abgeben, doch das sind andere Versuche und andere Themen. Durch die Protonenabgabe unserer schwachen Indikatorsäure in Wasser verändert sich deren konjugierendes System und damit auch die Farbe des Indikators. Ist die Lösung arm an Protonen werden viele Protonen des Indikators an das Wasser abgegeben und er nimmt eine typische Farbe an.
Die Zugabe von Protonen sorgt dann für eine Protonierung des Indikators der dadurch Veränderungen seines Bindungssystems erfährt, was uns durch eine andere typische Farbe deutlich wird. Zwischen diesen beiden Extremzuständen (keine Protonen / viele Protonen) können die beiden Formen und Farben des Indikators zu einer oder mehreren Mischfarben führen. Ein Beispiel ist der Farbstoff Bromthymolblau. In protonierter Form ist der Indikator gelb und in deprotonierter Form blau. Die Mischung beider Farben ergibt grün.
