Estudio de equilibrios ácido-base

Facultad de química UNAM

2010
Practica No. 3: Estudio de equilibrios ácido-base
INFORME DE TRABAJO

Pérez Corona Nancy Janneth
Martínez Domínguez Sandra
Joel
Joel

Práctica 3
Estudio de equilibrios ácido-base

Problema 1: comportamiento de los indicadores (escala de pH)
El experimento realizado consistió en medir el pH de varias disoluciones con un pHmetro y observar el color que adquiere cadasolución con diferentes indicadores. Los resultados fueron los siguientes:
TABLA I
| | Color del indicador |
Dilución de: | pH | Universal | Fenolftaleína | Anaranjado de metilo |
HCl 0,1 M | 1,1 | rosa | incoloro | rosa |
Tartrato ácido sat. | 3,6 | anaranjado | incoloro | durazno |
Biftalato 0,05m | 4,0 | anaranjado | incoloro | anaranjado |
Acetatos 0,1M | 5,1 | naranja claro | incoloro| amarillo |
Urotropina 0,1M | 6,5 | amarillo | incoloro | amarillo |
Bicarbonato 0,1M | 8,8 | verde fuerte | rosa pálido | amarillo |
Tetraborato 0,05M | 9,1  | azul turqueza | rosa | amarillo |
NaOH 0,1M | 12,7 | azul fuerte | rosa pálido | amarillo |
Fosfatos 0,1M: |   |   | |   |
HPO42-/PO43- | 11,4 | azul | rosa fuerte | amarillo |
H2PO4-/HPO42- |  7,2 | amarillo | incoloro |amarillo |
H3PO4/H2PO4- |  2,4 | rojo | incoloro | rosa pálido |

Los resultados nos indican que el indicador universal tiene varios intervalos de vire, variando del color rojo para las disoluciones más ácidas (como la del par H3PO4/H2PO4-, o la del HCl) hacia el amarillo para las disoluciones neutras (como la de urotropina) y terminando en azul intenso para las disoluciones más básicas (por ejemplo, lade NaOH). En cambio, con la fenolftaleína sólo observamos un intervalo de vire, pasando de incoloro a rosa cuando el pH se pone básico (como se ve en las disoluciones de bicarbonato, sosa y el par HPO42-/PO43-). En cuanto al anaranjado de metilo, vimos que tuvo un solo intervalo de vire, pasando de rojo a amarillo en un intervalo de pH más o menos de 3 a 4, pues en soluciones muy ácidas como lade HCl la solución es rosa rojizo, se ve la transición de rojo a amarillo (color anaranjado) en la solución de tartrato y en la de biftalato, para terminar con color amarillo en pHs más básicos (por ejemplo, en la solución de bicarbonato o en la de tetraborato).
El hecho de que el indicador universal tome diferentes coloraciones en las distintas soluciones amortiguadoras se debe a que lasdisoluciones amortiguadoras tienen diferente pH y a que el indicador universal, al ser una mezcla de indicadores, tiene diferentes intervalos de vire para cada pH, como podemos observar en la tabla ” ¥ Vire del indicador universal”. Una fórmula típica de indicador universal contiene: anaranjado de metilo, rojo de metilo, azul de bromotimol y fenolftaleína.

TABLA II
Indicador | Intervalos de vireexperimental | Valores indicados en la literatura |
| | pKa* | intervalo de vire | Cambio de color |
Universal |  (2.4-3.6), (5.1-6.5), (7.2-8.8), (9.1-11.4) | ¥ | ¥ | ¥ |
Anaranjado de metilo |  (3.6 – 5.1) | 3,8 | 3,1 - 4,4 | rojo-amarillo |
Fenolftaleina |  (8.8 – 9.1) | 9,4 | 8,3 - 10,0 | incoloro-rosa rojizo |
|
*A fuerza iónica de 0,1

INTERVALOS DE VIRE DELINDICADOR UNIVERSAL (TEÓRICOS)
¥ | Color a pH |
Indicador (pKa) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
Anaranjado de metilo (3,8) | Rojo | anaranjado | amarillo | amarillo | amarillo |
Rojo de metilo (5,4) | Rojo | rojo | amarillo | amarillo | amarillo |
Azul de bromotimol (6,8) | Amarillo | amarillo | amarillo | azul | azul |
Fenolftaleina (9,2) | Incoloro | incoloro | incoloro| incoloro | rosa |
Combinación | rojo-anaranjado | anaranjado | amarillo | verde | violeta |

Un factor que nos ayuda a explicar cómo actúa un indicador ácido-base es el pKa. El pKa se define como pKa=-logKa, y nos facilita la selección de indicadores que nos pueden ser útiles en un cierto intervalo de pH. Debido a que un indicador sufre un cambio de color cuando la concentración de...