Indicatore di pH – Colori e gamme

Un indicatore di pH o indicatore acido-base è una sostanza chimica aggiunta in piccola quantità ad una soluzione che causa un cambiamento di colore a seconda del pH. Questa è una carica di indicatori comuni, una spiegazione di come funzionano, e consigli per scegliere quello giusto per le tue esigenze.

Come usare un indicatore di pH

Un indicatore non cambia colore ad un preciso pH o concentrazione di ioni idrogeno. Invece, il cambiamento di colore avviene su una gamma di concentrazione di ioni idrogeno. Titola un acido debole usando un indicatore che cambia in condizioni leggermente alcaline. Titolare una base debole usando un indicatore che cambia colore a un pH leggermente acido. Quando titoli acidi o basi forti, cerca un indicatore di pH che mostri un cambiamento di colore vicino ad un pH neutro.

Cartina di indicatori di pH comuni

Qui c’è una tabella di indicatori di pH comuni, il loro intervallo di pH, le loro soluzioni e i loro cambiamenti di colore. Alcuni indicatori mostrano cambiamenti di colore multipli, quindi appaiono nella lista più di una volta. Vari riferimenti elencano valori di pH e colori leggermente diversi. Questo perché l’intervallo di pH non è ben definito (aspettatevi una precisione entro 1 valore di pH) e il colore è una chiamata di giudizio.

In aggiunta agli indicatori di pH di questa lista, ci sono molti indicatori naturali acido-base che puoi fare usando frutta, verdure, fiori, succhi e spezie. Il succo di cavolo rosso o viola è il più noto di questi.

Indicatore universale

L’indicatore universale è una miscela di diversi indicatori di pH che mostra cambiamenti di colore uniformi su una gamma di valori di pH. Ci sono diverse formule di indicatori universali, quindi le gamme di pH e i colori dipendono dalla formula. I più comuni sono variazioni della formula di Yamada, pubblicata nel 1933. Una ricetta tipica include 1-propanolo, sale di sodio, idrossido di sodio, sale monosodico, fenolftaleina, rosso metile, blu di bromotimolo e blu di timolo. Questa miscela mostra i colori rosso, giallo-arancio, verde, blu e indaco-violetto:

Come funzionano gli indicatori di pH

La maggior parte degli indicatori di pH sono acidi deboli o basi deboli. Si dissociano secondo la reazione chimica generale:
Ind + H2O ⇌ H3O+ + Ind-

Qui, HInd è la forma acida dell’indicatore e Ind- è la sua base coniugata. Il rapporto tra HInd e Ind- determina il colore della soluzione e indica indirettamente il pH della soluzione secondo l’equazione di Henderson-Hasselbalch:
pH = pKa + log10 /

Tenete presente che il cambiamento di colore di un indicatore di pH non è istantaneo. Invece, c’è un intervallo di pH in cui appare un mix di colori acido e base coniugata. Un indicatore dà un valore di pH ragionevolmente accurato entro un valore di pH o pKa di più o meno uno.

Come scegliere un indicatore di pH

Il passo più importante nella scelta del giusto indicatore di pH è sceglierne uno che abbia un cambiamento di colore entro l’intervallo di pH della reazione chimica da studiare. Per una titolazione, l’ideale sarebbe scegliere un indicatore di pH che cambi colore proprio al punto di equivalenza. In pratica, è quasi impossibile trovare un indicatore che cambi colore all’esatto valore di pH, quindi si deve scegliere uno che cambi colore a un pH leggermente superiore o inferiore. In questo caso, si titola finché non si vede il cambiamento di colore più vicino al punto di equivalenza.

Per esempio, diciamo che si titola un acido forte con una base forte. Il punto di equivalenza per questa reazione è un valore di pH di 7. Se si usa la fenolftaleina, ci si aspetta che il colore rosa/rosso svanisca al di sotto di un valore di pH di 8.0. Titoli fino a quando la soluzione diventa incolore perché questo è il più vicino al punto di equivalenza che puoi ottenere. Se usi l’arancio di metile, ti aspetti che il colore passi dal giallo all’arancione da qualche parte sotto un pH di 6 e dall’arancione al rosso intorno a un pH di 4. Per la reazione da acido forte a base forte, titola finché il giallo non inizia a diventare arancione. Se si aspetta fino a quando il colore cambia in rosso, si è ben oltre il punto di equivalenza.

Se è possibile scegliere tra gli indicatori che cambiano colore al pH desiderato, andare con quello che mostra il cambiamento di colore più netto. Per esempio, il blu di bromofenolo e il p-nitrofenolo danno entrambi cambiamenti di colore intorno a un pH neutro, ma il cambiamento da giallo a blu (bromofenolo) è più facile da vedere di quello da incolore a giallo (p-nitrofenolo).

Altri fattori che contano sono il solvente (alcool o acqua), il prezzo e la versatilità. Quale indicatore di pH si sceglie è una questione di gamma di pH, cambiamento di colore, solvente, disponibilità e costo.

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