Indicadores ácido-base

REACCIONES

Los cambios de color de los indicadores ácido-base se pueden adscribir a equilibrios como estos:

HIn + H2O ⇌ In- + H3O+

In + H2O ⇌ InH+ + OH-

Donde In representa la especie básica y HIn representa la especie ácida. [2]

Fenolftaleína: C20H14O4 + H2O ⇌ C20H12O4 + H3O + [2]

Azul de bromotimol: C27H28Br2O5S + H2O ⇌ C27H27Br2O5S + H3O +

Rojo de metilo: C15H15N3O2 + H2O ⇌ C15H14N3O2 + H3O+

DISCUSIÓN

Un indicador común de ácido-base es la fenolftaleína. La forma ácida de esta gran molécula es incolora; la forma de su base conjugada es rosa. La estructura de la forma básica de la fenolftaleína permite que los electrones estén deslocalizados a través de los tres anillos símil benceno de átomos de carbono, y el incremento en la deslocalización es parte de la causa del cambio de color. El cambio de color incoloro a rosado es notable a pH= 8.2 y completo a pH=10. [3]

Forma ácida: incolora Forma básica (conjugada): Rosa

Figura 1. Cambio estructural en la reacción ácido-base en la fenolftaleína.

El azul de bromotimol es un indicador ácido-base que posee un rango de viraje de pH de 6 a 7.6. En medio ácido, es decir en una disolución con un pH menor a 6, presenta una coloración amarilla, mientras que en medio básico, pH mayor a 7,6, su tonalidad es azul. En un medio neutro, pH de 6 a 7.6, es verde. [5]

Figura 2. Cambio estructural en la reacción ácido-base del azul de bromotimol.

El rojo de metilo tiene color amarillo en un pH mayor o igual a 4.2, en cambio en una disolución con pH menor a tres su coloración es roja. [5]

Forma ácida: Rojo Forma básica: amarillo

Figura 3. Cambio estructural en la reacción ácido-base del rojo de metilo.

Las antocianidinas son indicadores naturales de pH presentes en diversas frutas y flores. El color de las antocianinas (glucósidos de las antocianidinas) depende de varios factores intrínsecos, como son los sustituyentes químicos que contenga y la posición de los mismos en el grupo flavilio; por ejemplo, si se aumentan los hidroxilos (OH) del anillo fenólico se intensifica el color azul, mientras que la introducción de metoxilos (CH3O) provoca la formación de los tonos rojos. Debido a la deficiencia electrónica (carga positiva) del núcleo flavilio estos pigmentos funcionan como indicadores de pH: a pH ácidos adquieren una estructura estable de catión flavilio rojo; cuando se incrementa el pH, la distribución electrónica se modifica hasta llegar a la forma quinoidal azul. [6]

Forma ácida: Rojo Forma básica: azul

Figura 4. Cambio estructural en la reacción ácido-base de las antocianidinas.

Los pétalos de rosas rojas presentan tres tipos de antocianidinas con concentraciones similares: pelargonidina, peonidina y cianidina. La cianidina es la antocianidina más común y es la responsable del color magenta, los colores rojo-naranja se deben a la pelargonidina. La peonidina es un tres metil-éter derivado de la cianidina, por lo que también da una coloración magenta. Por otra parte, las uvas rojas tienen cianidina [7].

Figura 5. Estructura de la pelargonidina.

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Figura 6. Estructura de la cianidina y de la peonidina.

El vinagre es una solución acuosa de ácido acético y otras sustancias producidas por fermentación de varios frutos o vegetales [8]. El sabor agrio del vinagre se debe a la presencia de iones hidronio en el ácido acético. El ácido acético (CH3COOH), como la mayoría de ácidos que contienen carbono, es un ácido débil [9]. Sin embargo es debido a la presencia de ácido acético que el azul de bromotimol adquiere una coloración amarilla y que la disolución acuosa de rosas conserva su color rosado fuerte al ser mezclados con el vinagre.

La presencia de ácido fosfórico en la Coca-Cola es la razón de que el valor de pH obtenido en el laboratorio con el pHmetro sea de 2,40 y con el papel universal de ≅2. Tambien explica la coloración amarilla/marrón al hacer la prueba con azul de bromotimol y el color marrón/rojo oscuro que conserva el indicador natural.

La Alka-Seltzer contiene tanto bicarbonato de sodio, como ácido cítrico y ácido acetilsalicílico. El bicarconato de sodio es muy utilizado como antiácido gástrico debido a su carácter alcalino y es el ingrediente activo de la Alka-Seltzer. Cuando una disolución de bicarbonato de sodio está recién preparada, es alcalina frente al papel tornasol, la alcalinidad aumenta a medida que la solución reposa [10]. Sin embargo como también contiene ácido cítrico y ácido acetilsalicílico, su pH es de 6,85, según los valores obtenidos con el pHmetro en la primera parte del laboratorio y de 7 según el papel tornasol, pero al agregarle azul de bromotimol presentó un color azul claro, lo cual indica que su pH es superior a 7.6 [5]. Las diferencias entre los valores de pH obtenidos pueden

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