Scelta dell’indicatore nelle titolazioni acido-base: criteri e considerazioni
La scelta dell’indicatore nelle titolazioni acido-base riveste un ruolo di primaria importanza per determinare il punto finale di una reazione. Nelle procedure di titolazione acido-base, si impiegano diversi indicatori che cambiano colore in base al pH, come il metilarancio (che varia il suo colore nell’intervallo di pH tra 3 e 4.5) e la fenolftaleina (che cambia colore nell’intervallo tra 8.3 e 10). La selezione dell’indicatore dipende quindi dal pH del punto equivalente della titolazione.
Se una soluzione contenente metilarancio è rossa, il suo pH è inferiore a 3; se è arancione, il pH è compreso tra 3.2 e 4.4; mentre è gialla se il pH è superiore a 4.4. Nel caso della fenolftaleina, una soluzione incolore indica un pH inferiore a 8.2, mentre a valori di pH superiori a 9.8 assume un colore rosso porpora.
Il punto finale per l’indicatore dipende dal valore di pKin (il logaritmo negativo della costante di dissociazione dell’indicatore). Ad esempio, nel caso del metilarancio il pKin vale 3.7, e per la fenolftaleina è di 9.3.
Durante la titolazione acido-base, è importante che l’indicatore scelto cambi colore in prossimità del pH del punto equivalente per garantire una determinazione accurata del punto finale.
Equilibrio e viraggio
Durante l’equilibrio di un indicatore come l’HIn (un acido debole che si dissocia secondo l’equilibrio HIn ⇌ H+ + In-), la costante di dissociazione (Kkin) è determinata dalla relazione [H+][ In-] /[HIn]. A metà del punto equivalente si verifica che [In-] = [HIn], da cui si ottiene che Kkin = [H+], o pKin = pH.
Se consideriamo, ad esempio, una titolazione acido forte-base forte, in cui il punto equivalente si verifica a un pH di 7 e nessuno degli indicatori cambia colore, è comunque consigliabile utilizzare la fenolftaleina, che inizia il viraggio a un pH pari a 8.3, il più vicino possibile al punto equivalente.
Nel caso di una titolazione acido forte-base debole o base debole-acido forte, è necessario selezionare l’indicatore in base al valore di pH al punto equivalente, come suggerito dalle caratteristiche del metilarancio e della fenolftaleina.
In conclusione, la scelta dell’indicatore nelle titolazioni acido-base deve tener conto del pH del punto equivalente e dell’intervallo di viraggio dell’indicatore, al fine di ottenere risultati precisi e affidabili in laboratorio.