Indicadores del pH

¿Qué son?

Es una sustancia que permite medir el pH de un medio.

Habitualmente, se utilizan como indicador de las sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución.

El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie.

¿Por qué Cambia de color?

Los indicadores Ácido-base tienen un intervalo de viraje de una unidad arriba y otra abajo de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada.

Los más conocidos son: el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4,

de color rojo a naranja

la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas.

Naranja de Metilo Naranja de metilo es un colorante azoderivado, con cambio de color de

rojo a naranja-amarillo entre pH 3,1 y 4,4.

El nombre del compuesto químico del indicador es sal sódica de ácido sulfónico de 4-Dimetilaminoazobenceno.

La fórmula molecular de esta sal sódica es C14H14N3NaO3S y su peso molecular es de 327,34 g/mol.

En la actualidad se registran muchas aplicaciones desde preparaciones farmacéuticas, colorante de teñido al 5%, y determinante de la alcalinidad del fango en procedimientos petroleros.

También se aplica en citología en conjunto con la solución de Fuschin.También es llamado heliantina.

Se usa en una concentración de 1 gota al 0.1% por cada 10 ml de disolución.

Rojo de Metilo

El rojo de metilo es un indicador de pH.

(Fórmula: C15H15N3O2).

Actúa entre pH 4,2 y 6,3 variando desde rojo (pH 4,2) a amarillo (pH 6,3).

Por lo tanto, permite determinar la formación de ácidos que se producen durante la fermentación de un carbohidrato.

El rojo de metilo se prepara con 0,1 g de este reactivo en 1500 ml de metanol.

Una reacción positiva (más o menos) indica que el microorganismo realiza una fermentación acidoláctica de la glucosa por la vía ácido-mixta.

Como Funciona un Indicador Los indicadores presentan un comportamiento muy sencillo de comprender.

Supongamos que un indicador que está constituido por un ácido débil monoprótico con formula general Hln, en una disolución acuosa se ionizará débilmente produciendo la base conjugada correspondiente ln-

Hln + H2O   ↔   H3O+ + ln-

Fórmula ácida   Fórmula básica (Amarilla)                (Azul)

Una característica de los indicadores es que la forma ácida (Hln) y la forma básica (ln-), tienen colores diferentes, por ejemplo, amarillo y azul

De las cantidades de una u otra forma que se encuentran presentes en la disolución, es de lo que depende el color de ésta.

Si se le añade a una disolución ácida HA, una pequeña cantidad de la disolución indicadora, se producen al mismo tiempo dos procesos, el equilibrio de ionización del indicador, y también el del ácido.

Hln + H2O ↔ H3O+ + ln-

HA + H2O ↔ H3O+ + A-

Cuando aumenta la concentración de [H3O+], por efecto del ión común, el equilibrio que tiene el indicador se desplaza a la izquierda.

En consecuencia, el color que predomina en la disolución será el color de la forma ácida, Hln.

Si añadimos una pequeña cantidad de indicador a una disolución básica:

Hln + H2O ↔ H3O+ + ln-

B + H2O ↔ BH+ + OH-

La concentración [H3O+], se verá disminuida por la combinación de los iones H3O+, con los iones OH-, Y el equilibrio del indicador se ve afectado, desplazándose hacia la derecha. En consecuencia, dominará en la disolución el color de la forma básica ln-

Cada uno de los indicadores posee un intervalo de viraje que lo caracteriza, es decir, un entorno en mayor o menor medida, reducido de unidades de pH.

Dentro de dicho intervalo es donde se produce el cambio de color, o viraje. Un indicador tiene mayor utilidad, cuanto más pequeño es su intervalo de viraje, produciéndose así de forma más clara y sencilla el cambio de color.

EJEMPLO

El comportamiento del indicador azul de bromotimol, en tres soluciones diferentes: la solución ácida, neutra y básica.

Al añadir nuestro indicador azul de bromotimol, en un tubo de ensayo que contenga una disolución de HCl por ejemplo, veremos un color amarillo en la solución, que tendrá un pH < 6.0.

Si añadimos el mismo indicador a otro tubo de ensayo, esta vez relleno de agua, veremos que tendrá una coloración verde, con un pH= 7.

Por último, cuando añadimos el indicador de azul de bromotimol, a un tubo de ensayo que contenga una disolución de NaOH, veremos como ésta se tiñe de azul, con un pH > 7.6. Se comprueba de este modo que el intervalo de viraje está entre 6.0 y 7.6.

El papel indicador universal, es gran utilidad en los laboratorios para poder medir de manera muy sencilla los diferentes pH de las disoluciones. Su manejo es extremadamente sencillo, pues basta con introducir un trocito de papel en la disolución problema, y éste inmediatamente mostrará un color determinado, que puede ir desde el rojo al azul, dependiendo si es ácida o básica.