5. Indicadores
Los indicadores ácido-base son sustancias que experimentan un cambio de color apreciable al variar suficientemente el pH de la disolución en que se encuentran. Desde el punto de vista molecular, son ácidos o bases débiles que se caracterizan por tener distinto color el ácido que su base conjugada. Se trata de disoluciones de ciertos colorantes orgánicos de estructura compleja.
Para explicar el mecanismo de funcionamiento de estos indicadores, considera el indicador HIn (ácido débil), que en disolución acuosa establece el siguiente equilibrio:
HIn | + | H2O | ↔ | In- | + | H3O+ |
forma ácida | |
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forma básica | |
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color1 | |
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color2 | |
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Como en agua coexisten los dos especies químicas, HIn de color1 y In- de color2, resulta que se ve el color de la mezcla de ambas, dependiendo de las cantidades relativas que haya de una forma o de la otra. Ahora bien, en disoluciones ácidas, al ser grande la [H3O+], el equilibrio anterior está muy desplazado hacia la izquierda, con lo que hay mucha cantidad de HIn y poca de In-, con lo que dominará el color de la forma ácida, color1.
¿Qué ocurrirá al añadir una base a la disolución? Se combinará con los iones [H3O+] y se reducirá mucho su concentración. El equilibrio se desplaza hacia la derecha, con lo que el indicador vira al
color2.
Para que se aprecie bien el cambio de color, las concentraciones de la forma ácida, HIn, y de la forma básica, In-, deben ser suficientemente diferentes (unas diez veces mayor una que otra). Para ello es necesario que cambie bastante la [H3O+]. Es decir, que el cambio de color se produce en un intervalo de pH de entre una y tres unidades de pH.
En la imagen puedes ver el cambio de color del azul de bromotimol a la izquierda, y de la fenolftaleína a la derecha, en disoluciones ácida, neutra y básica, respectivamente.
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El color de los indicadores
Vas a utilizar el simulador siguiente para determinar los cambios de color de cada uno de los cinco primeros indicadores, detallando el color que tiene a cada valor del pH. Por ejemplo, el amarillo de metilo es rojo a pH menor que 1 y amarillo a pH mayor que 3.
Con ese fin, selecciona cada indicador y pulsa sucesivamente los goteros para observar el color a pH desde 1 hasta 12. Para cambiar de indicador, pulsa el botón de retroceso de la parte inferior derecha.
Por último, repite el proceso con el indicador universal, y fíjate en la escala de colores, porque es la que se usa para fabricar el papel pH (papel secante impregnado en indicador universal, que se activa al mojar el papel).
![Icono IDevice](icon_preknowledge.gif)
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¿Cómo preparar indicadores naturales?
Algunas de las sustancias naturales coloreadas (como flores, verduras y frutas) se han utilizado como indicadores desde hace mucho tiempo. Éstos se pueden preparar, por ejemplo, a partir de col de lombarda, té, pétalos de flores o espinacas. Una disolución de los dos primeros se obtiene al hervirlos en agua. En el caso de los pétalos de flores y las espinacas, primero deben triturarse en un mortero con adición de etanol para extraer parte del colorante y, posteriormente, filtrar.
En el vídeo puedes ver cómo se prepara indicador cociendo col lombarda, y cómo se utiliza para identificar disoluciones ácidas y básicas.