Indicadores acido-base

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UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
Departamento de Química Analítica e Inorgánica
530.403

INDICADORES ACIDO-BASE

TEORÍA
En la antigüedad ya se sabía que muchas sustancias se podían diferenciar de acuerdo a sus características físicas y químicas, como por ejemplo su sabor, texturas y su comportamiento frente a otras sustancias. Muchas de las sustancias acidas ybásicas se conocieron y diferenciaron, usando los sentidos de los experimentadores y ayudantes. El inconveniente radicaba en que muchas personas murieron al ingerir o manipular estas sustancias, debido a la toxicidad de algunas de ellas. Para evitar estas muertes, es que surgen los indicadores acido-base; sustancias que adquieren una determinada coloración frente a un medio acido y otro frente a unmedio básico.
En 1664, Boyle escribió “The Experimental History of Colours”. En ella se inicia el reconocimiento de ácidos y bases a través de los cambios de color de extractos de plantas. A partir de Boyle, el cambio de color del jarabe de violetas, sirvió para indicar la presencia de un ácido; en este momento nacen los indicadores químicos. Sin embargo el primer reconocimiento, no lo fue con motivode los cambios de color, ya que 8 años antes, Glauber había definido la “efervescencia del espíritu ácido” como señal inequívoca de su existencia. En 1671, Duclós llama “turnesol” (litmus), a un indicador extraído de líquenes, que le da un gran resultado. Casi cien años después, James Watt, el inventor de la máquina de vapor y nominador del caballo de vapor como unidad de potencia, descubre queel repollo morado es uno de los mejores indicadores.
Para entender el funcionamiento de un indicador, necesitamos entender cómo se mide la acidez y basicidad de una sustancias.
Una sustancia acida, es aquella que en una disolución acuosa libera iones H+, por ejemplo:

[pic]

Por otro lado una sustancia básica, es aquella que en medio acuoso acepta un ion H+, por ejemplo:

[pic]

Laacides de una sustancia, se determina por la concentración de H+ liberado. Una sustancia será acida cuando su concentración de H+ sea alta. Por otro lado una sustancia será básica, cuando su concentración de H+ se baja y su concentración de OH- sea alta.
Para expresar la concentración de iones H+ es una disolución, es que se creado la escala de pH, la cual usa el operador matemático “p” (-log). Porlo que el pH queda definido como:

pH = -log [H+]

La determinación experimental de la concentración de H+ se puede realizar a través de diferentes métodos: uno de los más usuales y económicos consiste en el empleo de indicadores acido-base.
Un indicador químico es un ácido o base débil cuya forma disociada tiene diferente color que la forma sin disociar, ello es debido a que están formadospor sistemas resonantes aromáticos, que pueden modificar la distribución de carga según la forma que adopten. Esta alteración por el desplazamiento hacia una forma más o menos disociada, hace que la absorción energética del sistema se modifique y con ello el color.
Se podría establecer un equilibrio de disociación para una forma de indicador ácido HIn:

HIn → In- + H+

Color AColor B

La aplicación de la ley de acción de masas a este equilibrio, nos da que:

[pic]

Si el medio es ácido, y aumenta la concentración de H+, deberá disminuir la relación [In-]/[HIn]. Para ello el equilibrio tendrá que desplazarse hacia la izquierda, aumentando la concentración de HIn, y dominando su color. Si el medio es básico, el cociente tendrá que aumentar,desplazándose el equilibrio hacia la derecha y dominando el color B. Naturalmente como se trata de un equilibrio, coexisten las dos formas, y por ello el color que toma procede de la mezcla de colores y de su proporción. Como los indicadores tienen diferentes constantes de equilibrio, por eso cambian de color en distintos intervalos de pH, esto suelo ocurrir aproximadamente a pH=pK(1 . Cuando...
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