INDICADORES DE PH

Los indicadores cido-base son sustancias que cambian de color en funcin del pH. Son de gran utilidad para detectar el punto de equivalencia de una neutralizacin. Tambin se utilizan mezclas de varios indicadores para fabricar el papel pH universal.

Los indicadores cido-base suelen ser cidos orgnicos o bases orgnicas dbiles que tienen colores marcadamente diferentes en sus formas molecular e ionizada. La presencia en la disolucin de una u otra forma depende del pH, de acuerdo con las leyes del equilibrio qumico (principio de Le Chatelier).

Por ejemplo, supongamos un cido orgnico dbil H-In que acta como indicador. En agua pura se establecer el equilibrio:

H-IN + H2O ( H3 O+ + In Forma molecular del cido

forma ionizada del cidoSi aadimos un cido (medio cido) aumentar la concentracin de H3 O+. De acuerdo con el principio de Le Chatelier el equilibrio se desplazar hacia la izquierda para contrarrestar el incremento, por tanto, aumentar la concentracin de la forma molecular del indicador, que ser predominante, y con ella su color caracterstico.

Si aadimos al equilibrio una base capturar los iones hidronio H3 O +, presentes. Para establecer el equilibrio se disociar ms indicador, y la reaccin se desplazar hacia la derecha. Llegar un momento en que la forma ionizada In- ser la predominante y con ella su color caracterstico.

En trminos generales, se puede usar las siguientes realciones de concentracin para predecir el color que se percibe del indicador

(H-In( / (In-( ( 10 predomina el color de la forma molecular H-In

(In-( / (H-In( ( 10 predomina el color del anin In-

Si (H-In( = (In-( entonces el color del indicador es una combinacin de los dos

Ejemplos de indicadores son anaranjado de metilo (rojo a pH 1-2; amarillo de pH 5-13), rojo de metilo (rojo a pH 1-3; amarillo a pH 7-13) azul de bromotimol (amarillo a pH 1-5; azul a pH 8-13) etc

NEUTRALIZACIN y ESTEQUIOMETRA

Neutralizacin es la reaccin entre un cido y una base para dar una sal ms agua.

Cuando se mezcla una disolucin de un cido y otra de una base se produce una reaccin de neutralizacin. Segn las cantidades relativas de estas sustancias se pueden dar tres situaciones:

a) Exceso de cido

Toda la base reacciona con parte del cido presente, por lo que queda cido en exceso. La disolucin final ser cida (pH< 7).

b) Exceso de base

Todo el cido reacciona con parte de la base presente, con lo que queda un exceso de base sin reaccionar. La disolucin ser bsica (pH> 7).

c) Cantidades estequiomtricas de cido y base

Todo el cido presente y toda la base reaccionan entre s, no queda exceso de ninguno de ellos. En este ltimo caso, la neutralizacin es completa y se dice que se ha alcanzado el punto de equivalencia. Esta situacin es la ms interesante.

CARACTERSTICAS ESTEQUIOMTRICAS DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA

Para las reacciones de neutralizacin existe una ley experimental establecida por los qumicos del siglo XIX que dice:

En el punto de equivalencia de cualquier reaccin de neutralizacin el nmero de equivalentes qumicos de cido y base que han reaccionado son iguales:

El concepto de equivalente qumico est en desuso y ha sido sustituido por el mol que es mucho ms claro. No obstante se sigue usando. Esta ley se puede expresar tambin en trminos de moles ya que en la neutralizacin se cumple que:

N de equivalentes de cido = n de moles . n de protones cedidos por el cido

N de equivalentes de la base = n de moles de la base. N de protones captados por la base

Por lo que:

Se va a considerar que en el punto de equivalencia la neutralizacin es completa y aunque el cido sea poliprtico habr cedido todos sus protones y la base los habr captado.

PH DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA

El PH del punto de equivalencia (cuando la neutralizacin es total) no es siempre 7 y vara de unas neutralizaciones a otras, dependiendo del cido y la base que intervengan en la neutralizacin. Si alguno de ellos es dbil, el anin o el catin correspondiente de la sal formada experimentar hidrlisis y modificar el pH del punto de equivalencia.

VOLUMETRAS DE NEUTRALIZACIN

La volumetra de neutralizacin es una tcnica analtica basada en la medida precisa de volmenes (de ah su nombre) y que utiliza las reacciones de neutralizacin cido-base para determinar la concentracin de un cido o una base de concentracin desconocida. El proceso global se denomina valoracin o titulacin.

El proceso es el siguiente:

Se mide de forma precisa un volumen determinado de la base que se quiere valorar y se pone en un vaso de laboratorio, al que se aaden unas gotas de indicador. A continuacin se pone en una bureta el cido de concentracin conocida que se va a utilizar como agente valorante y se va aadiendo lentamente sobre la base hasta que el indicador cambie de color. En este momento se ha alcanzado el punto de equivalencia de la neutralizacin y se cumple que:

N de equivalentes cido = n equivalentes base

Como el nmero de equivalentes es igual al volumen por la normalidad , se puede escribir:

V cido . N cido = V base . N base

Despejando la Normalidad de la base:

N base = V cido . N cido / V base

El punto de equivalencia puede detectarse con un indicador o realizando medidas de pH con el pHmetro.

NOTA: Una disolucin de una base de concentracin desconocida se valora con una disolucin de un cido de concentracin conocida. Una disolucin de un cido de concentracin desconocida se valora con una disolucin de una base de concentracin conocida.

RECORDAR: Masa equivalente de una sustancia es:

M equivalente = Masa del mol / valencia

Para las reacciones de cido-base:

M equivalente = Masa del mol / n de protones intercambiados

Adems, siempre se cumple que la Molaridad (M) es igual que la Normalidad (N) por la valencia:

N = M . valencia

N = M . n de protones intercambiados

NMERO DE EQUIVALENTES DE CIDO = NMERO DE EQUIVALENTES DE BASE

N de moles de cido . n de protones cedidos = N de moles de base. N de protones captados

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