Indicatori acido-base: Definizione, Equilibrio e Colori
Gli indicatori acido-base sono composti organici deboli che presentano differenti colori a seconda della loro forma acida o basica. Questi composti vengono utilizzati nelle titolazioni, mostrando differenti colorazioni in base alle condizioni della reazione.
In presenza di acqua, un indicatore acido HIn dà luogo a un equilibrio in accordo con la teoria di Brønsted-Lowry, in cui la forma acida HIn ha un colore diverso rispetto a quella basica In-. La costante di dissociazione K_in di questo equilibrio è espressa da K_in = [H3O+][In-]/[HIn].
Il rapporto tra le concentrazioni degli ioni determina la colorazione predominante dell’indicatore, che può passare gradualmente da una forma all’altra in un certo intervallo di pH. Questa transizione avviene in corrispondenza di [H3O+] = 10 ∙ K_in e [H3O+] = K_in/10, notando che il cambiamento di colore ha luogo intorno al valore di pH dato da pH = pK_in +/- 1, definito intervallo di viraggio dell’indicatore.
Tabella degli Indicatori acido-base
Qui di seguito è mostrato un elenco degli indicatori più utilizzati nell’analisi volumetrica, insieme ai rispettivi colori in forma acida e basica, nonché i loro intervalli di viraggio e i valori di pK_in.
– Blu timolo: Rosso – Giallo – 1.2-2.8 – 1.65
– Giallo metile: Rosso – Giallo – 2.9-4.0 – 3.2
– Metilarancio: Rosso – Giallo-arancio – 3.1-4.4 – 3.1
– Blu bromofenolo: Giallo – Porpora – 3.0-4.6 – 4.1
– Verde bromocresolo: Giallo – Blu – 3.8-5.4 – 4.9
– Rosso metile: Rosso – Giallo – 4.2-6.2 – 5.0
Questi indicatori vengono impiegati per rilevare i punti di equivalenza nelle titolazioni, a seconda delle caratteristiche specifiche di ciascun indicatore e delle condizioni della reazione.
Indicatori di pH in Chimica Analitica
Gli indicatori di pH sono sostanze chimiche che modificano colore in funzione dell’acidità o della basicità di una soluzione. Essi sono utilizzati per determinare il punto di viraggio durante una titolazione acido-base.
Un esempio è il blu di bromotimolo, il cui intervallo di viraggio va da 6.0 a 7.6 a una temperatura di 25°C, con un punto di fine di 7.30. Si nota che la serie di indicatori copre completamente il campo di pH tra 1 e 12.
Durante la titolazione, se il punto di fine non è sufficientemente netto, può essere conveniente ricorrere a una miscela di due indicatori o di un indicatore con un colorante. Un’accurata scelta e mescolanza dei componenti può garantire un viraggio nitido ad un pH ben definito, superando l’eventuale inefficienza di un singolo indicatore.
È importante considerare che gli intervalli di viraggio riportati in tabella si riferiscono alla temperatura di 25°C. Quando HIn è elettricamente neutro oppure ha carica negativa, la variazione di Ki_n con la temperatura è minima. Al contrario, quando HIn ha carica positiva, come nel caso del metilarancio, l’intervallo di viraggio si sposta verso valori di pH più bassi all’aumentare della temperatura.
In conclusione, l’impiego di indicatori misti può risultare vantaggioso nei casi in cui un singolo indicatore non garantisca un viraggio sufficientemente evidente, offrendo la possibilità di ottenere risultati più precisi e affidabili.