21.20: Indicadores

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“Boil Ellas Col Abajo” es una vieja canción de bluegrass. Mucha gente disfruta de la música, pero los estudiantes de química también disfrutan del producto del repollo hervido. Extraer el tinte antocianina de las hojas de col con agua hirviendo da una solución que es roja cuando es ácida, púrpura cuando es neutra y verde a amarilla cuando es básica.

Indicadores

Un indicador ácido-base es una sustancia que muestra diferentes colores cuando está en presencia de un ácido o una base. ¿Cómo funciona eso? Un indicador es un ácido débil que se ioniza dentro de un rango de pH conocido, generalmente alrededor de 2 unidades de pH. Podemos representar la forma protonada de la molécula indicadora como\(\ce{HIn}\) y la forma desprotonada como\(\ce{In^-}\). El siguiente equilibrio existe para el indicador:

\[\ce{HIn} \left( aq \right) \rightleftharpoons \ce{H^+} \left( aq \right) + \ce{In^-} \left( aq \right)\nonumber \]

Según el principio de Le Chatelier, la adición de\(\ce{H^+}\) iones (como en una solución de pH bajo) impulsa el equilibrio hacia la izquierda y\(\ce{HIn}\) predomina el protonado. La adición de\(\ce{OH^-}\) (como en una solución de pH alto) disminuye la\(\ce{H^+}\) concentración y conduce el equilibrio hacia la derecha y\(\ce{In^-}\) predomina el desprotonado. Para ser útil como indicador, las dos formas deben ser de diferentes colores. En el caso de la fenolftaleína, la forma protonada es incolora, mientras que la forma desprotonada es rosada. La siguiente figura muestra una variedad de indicadores ácido-base que pueden ser utilizados en experimentos de titulación.

Figura\(\PageIndex{1}\): Indicadores de pH. (CC POR-NC; CK-12)

Dependiendo del pH en el punto de equivalencia, se debe elegir el indicador apropiado. Por ejemplo, el azul de bromfenol tiene un color amarillo por debajo de un pH de aproximadamente 3 y un color azul-violeta por encima de un pH de aproximadamente 4. El azul de bromfenol no sería una buena opción como indicador para una titulación ácido-base fuerte fuerte, ya que el pH es de 7 en el punto de equivalencia. En cambio, podría usarse para una titulación ácido-base débil fuerte, donde el pH en el punto de equivalencia es menor.

La mayoría de los indicadores tienen dos formas coloreadas. El indicador universal muestra todo el arco iris de colores desde pH bajo hasta pH alto (ver figura a continuación). El indicador universal se utiliza para hacer papel de pH, que puede ser utilizado para probar rápidamente soluciones para su pH aproximado.

Figura\(\PageIndex{2}\): Cinta indicadora universal. (CC POR-NC; CK-12)

Resumen

Un indicador ácido-base es una sustancia que muestra diferentes colores cuando está en presencia de un ácido o una base.
Se dan ejemplos de indicadores ácido-base.