10. Indicadores de acidez | 🍊 Teoría ácido-base | Joseleg

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Un indicador de pH es un compuesto químico halocrómico que se agrega en pequeñas cantidades a una solución para que el pH (acidez o basicidad) de la solución se pueda determinar visualmente por un cambio de color. Por lo tanto, un indicador de pH es un detector químico para iones de hidronio (H₃O⁺).

Figura 10‑1.   Rangos y colores de viraje de algunos indicadores colorimétricos de pH, la mayoría posee rangos limitados.

Normalmente, el indicador hace que el color de la solución cambie dependiendo del pH. Los indicadores también pueden mostrar cambios en otras propiedades físicas; por ejemplo, los indicadores olfativos muestran cambios en su olor. El valor de pH de una solución neutra es 7.0. Las soluciones con un valor de pH inferior a 7.0 se consideran ácidas y las soluciones con un valor de pH superior a 7.0 son básicas (alcalinas). Como la mayoría de los compuestos orgánicos que se producen naturalmente son protolitos débiles, ácidos carboxílicos y aminas; en otras palabras, ellos mismos son ácidos/bases débiles, pero se agregan en tan bajas cantidades que su efecto en la estequiometria es despreciable. Los indicadores de pH encuentran muchas aplicaciones en biología y química analítica. Además, los indicadores de pH forman uno de los tres tipos principales de compuestos indicadores utilizados en el análisis químico. Para el análisis cuantitativo de cationes metálicos, se prefiere el uso de indicadores complejométricos, mientras que la tercera clase de compuestos, los indicadores redox, se usan en valoraciones que implican una reacción redox como base del análisis.

Los indicadores de pH se emplean con frecuencia en titulaciones en química analítica y biología para determinar el grado de una reacción química. Debido a la elección subjetiva (determinación) del color, los indicadores de pH son susceptibles de lecturas imprecisas. Para aplicaciones que requieren una medición precisa del pH, se usa frecuentemente un medidor de pH. A veces, se usa una combinación de diferentes indicadores para lograr varios cambios suaves de color en una amplia gama de valores de pH.

Estos indicadores comerciales (por ejemplo, el indicador universal y los papeles Hydrion) se usan cuando solo se necesita un conocimiento aproximado del pH. A continuación, se detallan algunos indicadores comunes de pH de laboratorio. Los indicadores usualmente exhiben colores intermedios a valores de pH dentro del rango de transición listado. Por ejemplo, el rojo de fenol exhibe un color naranja entre pH 6.8 y pH 8.4. El rango de transición puede variar ligeramente dependiendo de la concentración del indicador en la solución y de la temperatura a la que se usa.

Figura 10‑2.  Rangos de cambio de color de la Fenolftaleína y el rojo de metilo con respecto al cambio de pH.

Se considera que para que el ojo humano aprecie con claridad la diferencia entre los dos colores, la concentración de una forma debe ser entre 10 y 100 veces superior a la otra, por lo que el cambio de color se produce gradualmente en un intervalo de entre una y dos unidades de pH. El cambio de color de un indicador se denomina viraje y el intervalo de pH en el cual se produce es el intervalo de viraje, y es característico de cada indicador.

Figura 10‑3.   La col lombarda posee un rango de viraje desde 0 hasta 14.

Los indicadores de pH nos permiten determinar el punto final de una valoración. Para ello se debe hacer una correcta elección del indicador, de modo que: El punto de equivalencia debe encontrarse en el intervalo de viraje del indicador; Se deben utilizar cantidades muy pequeñas de indicador, para que no interfieran apreciablemente con los reactivos; El punto final se corresponde con el primer cambio neto de color detectable y persistente, durante al menos 20 o 30 segundos. Los indicadores más comúnmente empleados son el rojo de metilo y la fenolftaleína. No todos los indicadores tienen rangos de viraje limitados, el indicador universal y el colorante de la col lombarda poseen un viraje en casi todo el espectro de pH.