Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea

eficientă a chimiei

Privim către viitor

http://e-chimie.upb.ro

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

Indicatori de pH

Lazăr Dorina Mihaela

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

1. Introducere2. Istoric

3. Descriere4. Exemple de indicatori

5. Cei mai folosiți indicatori6. Indicatori naturali

7. Capturi din lecțiile digitizate 8. Concluzii

9. Bibliografie

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

• Indicatorii chimici de culoare sunt acizi sau baze organice slabe care au proprietatea de a-și modifica o caracteristica ușor sesizabilă(culoarea) atunci când în sistemul chimic se schimbă un anumit parametru. Indicatorii chimici de culoare sunt sensibili de fapt la concentrația ionilor de hidroniu din sistem, sau mai bine zis la nivelul pH-ului. Pentru experti, valoarea pH-ului reprezintă un parametru important ce caracterizeaza calitatea unei soluţii apoase.

• Noţiunea de pH a fost introdusă în anul 1909, de către chimistul danez S. Sörensen, pentru a măsura concentraţia ionilor de hidrogen dintr-o soluţie apoasă. pH- ul a fost definit ca fiind logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentraţiei ionilor de hidrogen.

1. Introducere

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

2.Istoric

Funcţionarea indicatorilor de culoare a fost prima dată explicată de către Kolthoff prin faptul că aceştia posedă grupări cromatofore (nitro, carbonilică, legături nesaturate, etc.)care îşi schimbă structura atunci când se schimbă valoarea pH-ului sistemului.

 Dr. Izaak M. Kolthoff

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

3.Descriere

Fiecare indicator este caracterizat de un domeniu de viraj. Domeniul de viraj reprezintă treptele sau unităţile de pH pe care indicatorul începe să reacţioneze cu agentul de titrare folosit, participând la o reacție secundară de aceași natură ca cea principală. Domeiul de viraj este de obicei de aproximativ 2 unităti de pH. La începutul unei titrări indicatorul se găseste în soluție sub formă moleculară iar după titrare sub formă ionizată. Domeniul de viraj nu se restrânge la un punct deoarece aceași teorie a lui Kolthoff stipulează faptul că grupările cromatofore îşi schimbă continuu strunctura până la stabilizare. Fiecare indicator este caracterizat de un pT, acesta reprezentând momentul în care jumătate din cantitatea de indicator din fază moleculară a trecut în fază ionică.

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

4. Exemple de indicatoriIndicator Culoare la pH acid Interval de viraje

(aproximativ) Culoare la pH bazic

Metil violet galben 0.0-1.6 violet albastru

Galben de eosină roșu 0.0-3.0 verde strălucitor

Verde malachit (pH acid - primul interval de virare) galben 0.2-1.8 albastru-verde

Albastru de timol (pH acid - primul interval de virare) roșu 1.2-2.8 galben

Galben de metil (soluție etanolică) roșu 2.9-4.0 galben

Albastru de bromfenol galben 3.0-4.6 violet

Roșu Congo albastru 3.0-5.2 roșu

Metil orange roșu 3.1-4.4 galben

Metil orange în xilen violet 3.2-4.2 verde deschis

Verde de bromocrezol galben 3.8-5.4 albastru

Roșu de metil roșu 4.2-6.3 galben

Turnesol (Azolitmină) roșu 4.5-8.3 albastru

Violet de bromcrezol galben 5.2-6.7 violet

Roșu de bromfenol galben-portocaliu 5.2-6.8 violet

Albastru de brom-timol galben 6.0-7.6 albastru

Roșu fenol galben 6.6-8.0 roșu

Roșu neutral violet deschis 6.8-8.0 galben-portocaliu

α Naftolftaleina maro 7.1-8.3 teal

Roșu de crezol galben 7.2-8.8 violet

Albastru de timol (bază - al 2-lea interval ) galben 8.0-9.6 albstru

Fenolftaleină (Hln) incolor 8.2-10.0 roz

Timolftaleină incolor 9.4-10.6 albastru

Albastru alcalin violet 9.4-14.0 roz

Alizarin Yellow R galben 10.1-12.0 galben-maroniu

Indigo carmine albastru 11.4-13.0 galben

Verde malachit (bază - al 2-lea interval de viraj) albastru-verde 11.5-13.2 incolor

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

5.Cei mai utilizați indicatori

• Fenolftaleina este o substanță chimică care se prezintă sub forma de cristale albe (incolore) solubile în alcooluri (metanol, etanol, propanol, iso-propanol, etc.) și mai puțin solubilă în apă. Se folosește, în special, ca indicator de pH la titrări. În trecut era folosit în medicină ca purgativ/laxativ şi ca indicator de hemoglobină (Testul Kastle-Meyer).

Fenolftaleina este incolora în intervalul de pH = 0 - 8,1 , rosie în intervalul de pH =8,2 -10 şi violet în intervalul de pH = 10,1 – 14.

• Turnesolul este un amestec chimic solubill în apă, având în compoziție vopsele extrase din licheni, în principal din Roccella tinctoria. Amestecul este deseori absorbit pe hârtie de filtru, devenind un indicator pH (unul din cei mai vechi indicatori cunoscuți), folosit pentru a determina caracterul acid sau bazic al diverselor substanțe. Hârtia albastră de turnesol devine roşie în contact cu acizi și hârtia roșie de turnesol devine albastră în contact cu baze (substanțe alcaline), schimbarea de culoare având loc între 4.5 și 8.3 pH (la temperatura normală de 25 °C). Culoarea neutră a hârtiei de turnesol este violetul.

• Indicatorul metilorange este rosu în intervalul de pH = 0 - 3,1, portocaliu în intervalul de pH= 3,1 - 4,4 si galben în intervalul de pH = 4,4 – 14.

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

6.Indicatori naturali • Varza roşie conţine un pigment numit flavina (o antocianina). El se găseste şi în

coaja merelor rosii, a prunelor, a strugurilor negri. Acesta este solubil în apă. Soluţiile acide virează culoarea pigmentului în roşu, iar cele alcaline în galben verzui. Din acest motiv, antocianina din varza roşie poate fi utilizată pentru a determina valorile pH-ului anumitor soluţii.

• Pentru a extrage sucul de varză roşie puteti utiliza un blender sau puteţi toca varza foarte fin cu ajutorul unui cuţit bine ascuţit. Sunt necesare cam două ceşti de varză bine mărunţită. Introduceţi apoi varza bine tocată într-un vas mai mare pentru a turna peste ea apă fierbinte pâna la acoperirea totală. Amestecaţi bine, apoi filtraţi pentru a obţine o soluţie de culoare violacee fără impurităţi (resturi de varză). pH-ul său este aproximativ 7.

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

7. Capturi din lecțiile digitizate

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

Concluzii

• În discuţiile cotidiene auzim despre modificarea valorilor pH-ului în cazul ploilor acide sau despre balanţa pH-ului produselor cosmetice. Pentru experti, valoarea pH-ului reprezintă un parametru important ce caracterizează calitatea unei soluţii apoase.

De ce? Deoarece comportarea chimică a unei soluţii este determinată de natura sa acidă, neutră sau alcalină. Probabil vă este cunoscut faptul ca râurile sau lacurile care sunt prea acide nu sunt propice vieţii animale şi vegetale. Apa potabilă care este prea acidă este nesănătoasă şi totodată corodează ţevile de transport ale apei. Nu în ultimul rând, valoarea pH-ului este un factor decisiv pentru o mare varietate de procese din industria chimică, de la obţinerea plasticului până la desulfurizarea gazului. Este greu de găsit o ramură industrială în care să nu fie necesare măsurări de pH.

• La controlul proceselor tehnologice de fabricare a multor produse alimentare, cum şi la analiza produselor finite, măsurarea pH-ului are un rol deosebit de important.

• In agricultura măsurarea pH-ului solurilor este adeseori foarte utilă în practica şi în cercetările agrochimice.

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007-2013 Investeşte în oameni

Titlul programului: Program Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor UmaneTitlul proiectului: Privim către viitor - Formarea profesională a cadrelor didactice pentru utilizarea resurselor informatice moderne în predarea eficientă a chimiei (e-CHIMIE)Număr de identificare contract: POSDRU/87/1.3/S/61839Beneficiar: Universitatea ‘Politehnica’ din BucureştiConţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României

Bibliografie

1. Suport de curs Proiect POSDRU 618392. Lectiile digitizate din platforma AeL create in cadrul Proiectului3.http://www.scritube.com/files/chimie/267_poze/image020.gif4. http://ro.wikipedia.org/5. Mihaela Garabet , Ion Neacşu - Investigarea unor soluţii apoase 6.I. Ion, A. Ion Chimie analitică. Echilibre chimice Editura Printech, București,

1999