Un indicator de pH sau indicator acido-bazic este o substanță chimică adăugată într-o cantitate mică la o soluție care provoacă o schimbare de culoare în funcție de pH. Aceasta este o încărcare a indicatorilor obișnuiți, o explicație a modului în care aceștia funcționează și sfaturi pentru alegerea celui potrivit pentru nevoile dumneavoastră.
Cum să folosiți un indicator de pH
Un indicator nu își schimbă culoarea la un pH sau la o concentrație precisă de ioni de hidrogen. În schimb, schimbarea culorii are loc pe un interval de concentrație a ionilor de hidrogen. Titrați un acid slab folosind un indicator care se schimbă în condiții ușor alcaline. Titrați o bază slabă folosind un indicator care își schimbă culoarea în condiții de pH ușor acid. Atunci când titrați acizi sau baze puternice, urmăriți un indicator de pH care afișează o schimbare de culoare în apropierea unui pH neutru.
Graficul indicatorilor comuni de pH
Iată un grafic al indicatorilor comuni de pH, intervalul lor de pH, soluțiile lor și schimbările lor de culoare. Unii indicatori prezintă mai multe schimbări de culoare, astfel încât apar pe listă de mai multe ori. Diverse referințe enumeră valori și culori ale pH-ului ușor diferite. Acest lucru se datorează faptului că intervalul de pH nu este bine definit (așteptați-vă la o precizie în limita a 1 valoare de pH), iar culoarea este o apreciere.
| Indicator | Importanța pH-ului | Cantitate la 10 ml | Acid | Bază | |
| Blu de timol | 1.2-2,8 | 1-2 picături 0,1% soln. în aq. | roșu | galben | |
| Roșu pentametoxi | 1,2-2,3 | 1 picătură 0,1% soln. în 70% alc. | roșu-violet | incolor | |
| Tropeolin OO | 1,3-3.2 | 1 picătură 1% sol. aq. | roșu | galben | |
| 2,4-Dinitrofenol | 2.4-4,0 | 1-2 picături 0,1% sol. în 50% alc. | incolor | galben | |
| Methyl yellow | 2,9-4.0 | 1 picătură 0,1% sol. în 90% alc. | roșu | galben | |
| Methyl orange | 3,1-4,4 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | roșu | portocaliu | |
| Albastru de bromfenol | 3,0-4,6 | 1 picătură 0.1% sol. aq. | galben | albastru-violet | |
| Albastru de tetrabromofenol | 3.0-4,6 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | albastru | |
| Alizarină sulfonat de sodiu | 3.7-5,2 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | violet | |
| α-naftil roșu | 3,7-5,0 | 1 picătură 0.1% sol. în 70% alc. | roșu | galben | |
| p-Ethoxychrysoidine | 3,5-5,5 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | roșu | galben | |
| Bromocresol verde | 4,0-5,6 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | albastru | |
| roșu de metil | 4,4-6,2 | 1 picătură 0.1% sol. aq. | roșu | galben | |
| Purpuriu de bromocresol | 5.2-6,8 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | purpuriu | |
| Clorofenol roșu | 5,4-6,8 | 1 picătură 0.1% sol. aq. | galben | roșu | |
| Albastru de bromfenol | 6,2-7,6 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | albastru | |
| p-Nitrofenol | 5,0-7,0 | 1-5 picături 0,1% sol. aq. | incolor | galben | |
| Azolitmin | 5,0-8,0 | 5 picături 0.5% sol. aq. | roșu | albastru | |
| Roșu de fenol | 6.4-8,0 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | roșu | |
| Roșu neutru | 6,8-8,0 | 1 picătură 0.1% sol. în 70% alc. | roșu | galben | |
| Acid rozolic | 6,8-8,0 | 1 picătură 0,1% sol. în 90% alc. | galben | roșu | |
| Cresol roșu | 7,2-8,8 | 1 picătură 0.1% sol. aq. soln. | galben | roșu | |
| α-Naphtholphthalein | 7.3-8,7 | 1-5 picături 0,1% soln. în 70% alc. | roza | verde | |
| Tropeolin OOO | 7,6-8.9 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | roșu-roșu | |
| Albastru de timol | 8,0-9,6 | 1-5 picături 0.1% sol. aq. | galben | albastru | |
| Phenolftaleină | 8,0-10,0 | 1-5 picături 0,1% sol. în 70% alc. | incolor | roșu | |
| α-Naphtholbenzein | 9,0-11,0 | 1-5 picături 0,1% soln. în 90% alc. | galben | albastru | |
| Thymolphthalein | 9,4-10,6 | 1 picătură 0.1% soln. în 90% alc. | incolor | albastru | |
| Albastru de Nil | 10.1-11,1 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | albastru | roșu | |
| galben de alizarină | 10,0-12,0 | 1 picătură 0,0-12,0 | 1 picătură 0.1% sol. aq. | galben | liliac |
| Galben de salicil | 10,0-12,0 | 1-5 picături 0,1% sol. în 90% alc. | galben | portocaliu-maroniu | |
| Diazo violet | 10,1-12,0 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | galben | violet | |
| Tropeolin O | 11,0-13,0 | 1 picătură 0.1% sol. aq. soln. | galben | portocaliu-maroniu | |
| Nitramina | 11.0-13,0 | 1-2 picături 0,1% soln în 70% alc. | incolor | portocaliu-maroniu | |
| Albastrul lui Poirrier | 11.0-13,0 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | albastru | violet-roz | |
| Acid trinitrobenzoic | 12,0-13.4 | 1 picătură 0,1% sol. aq. | incolor | roșu-portocaliu |
În plus față de indicatorii de pH din această listă, există mulți indicatori acido-bazici naturali pe care îi puteți prepara folosind fructe, legume, flori, sucuri și condimente. Sucul de varză roșie sau purpurie este cel mai cunoscut dintre aceștia.
Indicator universal
Indicatorul universal este un amestec de mai mulți indicatori de pH diferiți care afișează schimbări netede de culoare pe o gamă de valori de pH. Există mai multe formule de indicatori universali, astfel încât intervalele de pH și culorile depind de formulă. Cele mai comune sunt variații ale formulei lui Yamada, publicată în 1933. O rețetă tipică include 1-propanol, sare de sodiu, hidroxid de sodiu, sare monosodică, fenolftaleină, roșu de metil, albastru de bromotimol și albastru de timol. Acest amestec afișează culorile roșu, galben-portocaliu, verde, albastru și indigo-violet:
| Intervalul pH | Culoarea | Indică |
| < 3 | Roșu | Forte. acidă |
| 3 până la 6 | De la portocaliu la galben | Dobște acidă |
| 7 | Verde | Neutru |
| 8 până la 11 | Albastru | Puțin alcalin (bazic) |
| > 11 | Indigo până la violet | Strict alcalin (bazic) |
Cum funcționează indicatorii de pH
Majoritatea indicatorilor de pH sunt acizi slabi sau baze slabe. Ei se disociază conform reacției chimice generale:
HInd + H2O ⇌ H3O+ + Ind-
Aici, HInd este forma acidă a indicatorului, iar Ind- este baza conjugată a acestuia. Raportul dintre HInd și Ind- determină culoarea soluției și indică indirect pH-ul soluției conform ecuației Henderson-Hasselbalch:
pH = pKa + log10 /
Rețineți că schimbarea de culoare a unui indicator de pH nu este instantanee. În schimb, există un interval de pH în care apare un amestec de culori ale acidului și ale bazei conjugate. Un indicator oferă o valoare a pH-ului rezonabil de precisă în cadrul unei valori a pH-ului sau pKa de plus sau minus unu.
Cum se alege un indicator de pH
Cel mai important pas în alegerea indicatorului de pH potrivit este alegerea unuia care are o schimbare de culoare în intervalul de pH al reacției chimice studiate. Pentru o titrare, în mod ideal doriți să alegeți un indicator de pH care își schimbă culoarea chiar la punctul de echivalență. În practică, este aproape imposibil să găsești un indicator care să își schimbe culoarea la valoarea exactă a pH-ului, așa că trebuie să alegi unul care își schimbă culoarea la un pH ușor mai mare sau mai mic. În acest caz, titrați până când vedeți schimbarea de culoare cea mai apropiată de punctul de echivalență.
De exemplu, să spunem că titrați un acid puternic cu o bază puternică. Punctul de echivalență pentru această reacție este o valoare a pH-ului de 7. Dacă folosiți fenolftaleină, vă așteptați ca o culoare roz/roșie să dispară sub o valoare a pH-ului de 8,0. Titrați până când soluția devine incoloră, deoarece aceasta este cât mai aproape de punctul de echivalență pe care îl puteți obține. Dacă folosiți portocaliu de metil, vă așteptați ca culoarea să se schimbe de la galben la portocaliu undeva sub un pH de 6 și de la portocaliu la roșu în jurul unui pH de 4. Pentru reacția dintre un acid puternic și o bază puternică, titrați până când galbenul începe să devină portocaliu. Dacă așteptați până când culoarea se schimbă în roșu, ați depășit cu mult punctul de echivalență.
Dacă puteți alege între indicatori care își schimbă culoarea la pH-ul dorit, alegeți-l pe cel care prezintă cea mai accentuată schimbare de culoare. De exemplu, albastrul de bromofenol și p-nitrofenolul dau amândoi schimbări de culoare în jurul unui pH neutru, dar schimbarea de la galben la albastru (bromofenol) este mai ușor de văzut decât cea de la incolor la galben (p-nitrofenol).
Alți factori care nu contează includ solventul (alcool sau apă), prețul și versatilitatea. Indicatorul de pH pe care îl alegeți depinde de intervalul său de pH, de schimbarea culorii, de solvent, de disponibilitate și de cost.
- Foster, L. S.; Gruntfest, I. J. (1937). „Demonstration experiments using universal indicators”. Journal of Chemical Education. 14 (6): 274. doi:10.1021/ed014p274
- Lange, Norbert A. (1952). Manualul de chimie al lui Lange (ed. a 8-a). Handbook Publishers Inc. ASIN : B000RFWWKO
- Kolthoff, I. M.; Stenger, V. A. (1942). Volumetric Analysis. Interscience Publishers, Inc., New York. ISBN: 978-047050050507
- Schwarzenbach, Gerold (1957). Titrări complexometrice. Traducere de Irving, Harry. Londra: Methuen & Co.
- Zumdahl, Steven S. (2009). Principii chimice (ed. a 6-a). New York: Houghton Mifflin Company. ISBN: 978-0618946907.
.