Indicadores ácido-base

Química analítica y métodos instrumentalesIQ 302 Equipo 6Integrantes:*Calcaneo Wong Soey Zurizaday*Cruz Valdez Jesús Alonso*Hernández Castañeda Citlalli A.*Ignacio López AsaelCatedrática: María de Lourdes Nieto Peña

Introducción:Desde tiempos muy antiguos, se conocen distintas sustancias de origen orgánico que tienen la propiedad de cambiar su color, dependiendo de las características ácidas o básicas de las sustancias a las que son añadidas. En la actualidad, estas sustancias, y muchas otras, que se han introducido en el uso habitual de los laboratorios químicos, se utilizan con la finalidad de determinar el valor del pH de las disoluciones, así como también, el punto final de las valoraciones ácido –base. Dichas sustancias reciben el nombre de indicadores ácido-base.

¿Qué es un indicador ácido-base?• Un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases

débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse. La variación de color se denomina viraje, para esto el indicador debe cambiar su estructura química ya sea al perder o aceptar un protón. El funcionamiento y la razón de este cambio varían mucho según el tipo de valoración y el indicador.

Comportamiento de los indicadores ácido-baseSupongamos a un indicador que está constituido por un ácido débil monoprótico con formula general Hln, de este modo, en una disolución acuosa se ionizará débilmente produciendo la base conjugada correspondiente ln⁻ Hln + H₂O ↔ H₃O⁺ + ln⁻La solución ácida se muestra de color verde y la solución básica de color azul.Si se añade HA a una disolución ácida, se producen al mismo tiempo dos procesos, el equilibrio de ionización del ácido y del indicador. Hln + H₂O ↔ H₃O⁺ + ln⁻ HA + H₂O ↔ H₃O⁺ + A⁻Cuando aumenta la concentración de H₃O⁺, por efecto del ion común, el equilibrio que tiene el indicador se desplaza a la izquierda. En consecuencia, el color que predomina en la disolución será el color de la forma ácida, Hln.

Si añadimos una pequeña cantidad de indicador a una disolución básica:Hln + H₂O ↔ H₃O + ln⁺ ⁻B + H₂O ↔ BH + OH⁺ ⁻

La concentración H₃O , se verá disminuida por la combinación de los iones ⁺H₃O , con los iones OH , Y el equilibrio del indicador se ve afectado, ⁺ ⁻desplazándose hacia la derecha. En consecuencia, dominará en la disolución el color de la forma básica ln .⁻

Indicadores más usadosAzul de timolNaranja de metiloRojo de metiloIndicadores

sulfonftaleinaAzul de bromotimolFenolftaleínaVerde de bromocresol

Azul de timol• Es un polvo de color verde a pardo insoluble en agua, soluble en

alcohol etílico y ácido acético. Su fórmula química es C27H30O5S y tiene un peso molecular de 466.60gr.

• Vira en el intervalo de 1,2 a 2,8. Presenta coloración roja en un medio más ácido y amarilla en un medio menos ácido. La coloración amarilla la mantiene de 2,8 hasta el intervalo 8,0-9,6 que vira a azul.

Naranja de metilo• Es un colorante azoderivado, con

cambio de color de rojo a naranja-amarillo entre pH 3.1 y 4.4. La fórmula molecular de esta sal sódica es C14H14N3NaO3S y su peso molecular es de 327.34 g

Rojo de metilo• Es un indicador de pH. (Fórmula:

C15H15N3O2). Actúa entre pH 4.2 y 6.3 variando desde rojo (pH 4.2) a amarillo (pH 6.3). Por lo tanto, permite determinar la formación de ácidos que se producen durante la fermentación de un carbohidrato.

Indicadores Azo (Naranja y rojo de metilo)

Indicadores sulfonftaleína• El indicador más sencillo es la fenolsulfonftaleína, conocida como rojo de fenol (formula química es (C19H14O5S) con una masa molecular de 354.39) . Los principales equilibrios de una disolución de la sal sódica de este compuesto son:

Azul de bromotimol• En solución de ácido es de color amarillo, en la solución de base es de

color azul y una solución neutra se vuelve verde. Su pKa es 7,10.

Fenolftaleína• La fenolftaleína es un ácido débil que

pierde cationes H+ en solución. La molécula de fenolftaleína es incolora, en cambio el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. Cuando se agrega una base la fenolftaleína (siendo esta inicialmente incolora) pierde H+ formándose el anión y haciendo que tome coloración rosa.

• El cambio de color está dado por las siguientes ecuaciones químicas:

De medio neutro a medio básico:H2Fenolftaleína + 2 OH- ↔ Fenolftaleína2- + 2 H2OIncoloro → RosaDe medio básico a medio muy básico:Fenolftaleína2- + OH- ↔ Fenolftaleína(OH)3-

Rosa → IncoloroDe medio básico a medio neutro o ácido:Fenolftaleína2- + 2 H+ ↔ H2FenolftaleínaRosa → Incoloro

Verde de bromocresol• Su intervalo de transición de pH es

aproximadamente entre 3.8–5.4 , virando de amarillo a azul-verdoso en el rango especificado.

• En solución acuosa, ioniza para dar la forma monoaniónico (amarillo), que desprotona a pH elevado para dar forma dianiónica (azul), que se estabiliza por resonancia:

(F): indicador fluorescenteLos colores son representativos más no exactos

Conclusión:Los indicadores son parte fundamental para nuestros análisis analíticos , gracias a su funcionalidad se puede conocer el punto exacto del vire (donde se produce el cambio de color) en un solución acido-base y con ello determinar el pH de la solución. Estos se basan en el cambio de coloración, y dependiendo de su estructura y sus características será el mecanismo de disociación de este.