Indicadores De PH

INTRODUCCIÓN

Una de las características que presentan las soluciones, además de los solutos y solventes que la componen, es su grado de acidez o de basicidad, la cual se determina mediante un estudio de su pH.

En otras oportunidades hemos dicho que el pH es una medida de la actividad del ión hidronio en una determinada muestra, concepto que a lo largo del presente trabajo será más desarrollado, por la diferencia de soluciones los científicos se han visto en la necesidad de desarrollar diversos tipos de materiales o equipos para determinar el pH de la solución, entre estos tenemos: los papeles tornasol, Azul de bromofenol, Anaranjado de metilo, Rojo de metilo, Azul de bromotimol, Tornasol, Fenolftaleína, Amarillo de alizarina y el pHmetro. Cada uno de los cuales presentan caracteristicas diferentes en medios ácidos y básicos, pero que serán explicados posteriormente.

MARCO TEÓRICO

PH, término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución. El término (del francés Pouvoir hydrogène, 'poder del hidrógeno') se define como el logaritmo de la concentración de iones hidrógeno, H+, cambiado de signo:

pH = -log [H+]

Donde [H+] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. Debido a que los iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H3O+, el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio.

En agua pura a 25 °C de temperatura, existen cantidades iguales de iones H3O+ y de iones hidróxido (OH-); la concentración de cada uno es 10-7 moles/litro. Por lo tanto, el pH del agua pura es -log (10-7), que equivale a 7. Sin embargo, al añadirle un ácido al agua, se forma un exceso de iones H3O+; en consecuencia, su concentración puede variar entre 10-6 y 10-1 moles/litro, dependiendo de la fuerza y de la cantidad de ácido. Así, las disoluciones ácidas tienen un pH que varía desde 6 (ácido débil) hasta 1 (ácido fuerte). En cambio, una disolución básica tiene una concentración baja de iones H3O+ y un exceso de iones OH-, y el pH varía desde 8 (base débil) hasta 14 (base fuerte).

El pH de una disolución puede medirse mediante una valoración, que consiste en la neutralización del ácido (o base) con una cantidad determinada de base (o ácido) de concentración conocida, en presencia de un indicador (un compuesto cuyo color varía con el pH). También se puede determinar midiendo el potencial eléctrico que se origina en ciertos electrodos especiales sumergidos en la disolución.

Un indicador es una sustancia natural o sintética que cambia de color en respuesta a la naturaleza de su medio químico. Los indicadores se utilizan para obtener información sobre el grado de acidez o pH de una sustancia, o sobre el estado de una reacción química en una disolución que se está valorando o analizando. Uno de los indicadores más antiguos es el tornasol, un tinte vegetal que adquiere color rojo en las disoluciones ácidas y azul en las básicas. Otros indicadores son la alizarina, el rojo de metilo y la fenolftaleína; cada uno de ellos es útil en un intervalo particular de acidez o para un cierto tipo de reacción química.

En la tabla se muestran algunos indicadores ácido-base, o de pH, con sus intervalos de viraje (intervalos de pH en los que cambian de color) y sus distintos colores según se encuentren en medio ácido o básico.

NOMBRE INTERVALO DEL PH COLOR ÁCIDO COLOR BÁSICO

Azul de bromofenol 3,0 - 4,6 Amarillo Púrpura

Anaranjado de metilo 3,1 - 4,4 Rojo Amarillo

Rojo de metilo 4,2 - 6,2 Rojo Amarillo

Azul de bromotimol 6,0 - 7,6 Amarillo Azul

Tornasol 5,8 - 8,0 Rojo Azul

Fenolftaleína 8,0 - 9,8 Incoloro Rojo-violeta

Amarillo de alizarina 10,1 - 12,0 Amarillo Violeta

Ya que el pH es simplemente una manera de expresar la concentración del ión hidrógeno, las disoluciones ácidas y básicas pueden identificarse por sus valores de pH, como se muestra a continuación:

Disoluciones ácidas [H+] > 1.0x 10-7 M, pH < 7.00

Disoluciones básicas [H+] < 1.0x 10-7 M, pH > 7.00

Disoluciones neutras [H+] = 1.0x 10-7 M, pH = 7.00

En el laboratorio el pH se mide con un pH-metro. Los electrodos conectados al pH-metro se sumergen en la disolución a prueba y el pH se lee directamente en la escala.

Una escala análoga a la de pH puede obtenerse usando el logaritmo negativo de la concentración del ión hidróxido. Entonces se define el pOH como:

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