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16.9: Indicadores
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Chemistry

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TRANSCRIÇÃO

16.9: Indicadores

Algumas substâncias orgânicas mudam de cor em solução diluída quando a concentração de iões hidrónio atinge um valor específico. Por exemplo, a fenolftaleína é uma substância incolor em qualquer solução aquosa com uma concentração de iões hidrónio superior a 5,0 × 10−9 M (pH < 8,3). Em soluções mais básicas, em que a concentração de iões hidrónio é inferior a 5,0 × 10−9 M (pH > 8,33), é vermelha ou rosa. Substâncias como a fenolftaleína, que pode ser utilizada para determinar o pH de uma solução, são designadas por indicadores ácido-base. Os indicadores ácido-base são ácidos orgânicos fracos ou bases orgânicas fracas.

O equilíbrio em uma solução de indicador ácido-base de laranja metilo, um ácido fraco, pode ser representado por uma equação na qual utilizamos HIn como uma representação simples para a molécula complexa de laranja metilo:

Eq1

O anião de laranja de metilo, In, é amarelo, e a forma não ionizada, HIn, é vermelha. Quando adicionamos ácido a uma solução de laranja de metilo, o aumento da concentração de iões hidrónio desloca o equilíbrio para a forma vermelha não ionizada, de acordo com o princípio de Le Châtelier. Se adicionarmos uma base, mudamos o equilíbrio em direção à forma amarela. Esse comportamento é completamente análogo à ação dos tampões.

A cor percebida de uma solução indicadora é determinada pela razão das concentrações das duas espécies In e HIn. Se a maioria do indicador (normalmente cerca de 60−90% ou mais) estiver presente como In, a cor perceptível da solução será amarela. Se a maioria estiver presente como HIn, a cor da solução aparecerá vermelha. A equação de Henderson-Hasselbalch é útil para entender a relação entre o pH de uma solução indicadora e a sua composição (e assim, a cor percebida):

Eq1

Em soluções em que pH > pKa, o termo logarítmico deve ser positivo, indicando um excesso da forma de base conjugada do indicador (solução amarela). Quando pH > pKa, o termo log deve ser negativo, indicando um excesso do ácido conjugado (solução vermelha). Quando o pH da solução está próximo do indicador pKa, quantidades apreciáveis de ambos os pares conjugados estão presentes, e a cor da solução é a de uma combinação aditiva de cada um (amarelo e vermelho, produzindo laranja). O intervalo de mudança de cor (ou intervalo de pH) para um indicador de ácido-base é definido como a gama de valores de pH sobre os quais é observada uma alteração de cor e, para a maioria dos indicadores, esta gama é de aproximadamente pKa ± 1.

Existem muitos indicadores de ácido-base diferentes que abrangem uma vasta gama de valores de pH e que podem ser utilizados para determinar o pH aproximado de uma solução desconhecida através do processo de eliminação. Os indicadores universais e o papel de pH contêm uma mistura de indicadores e apresentam cores diferentes em pHs diferentes.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 14.7: Acid-Base Titrations.


Sugestão de Leitura

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PH Indicator Color Change Monitor PH Solution Weak Acid HIn Conjugate Base In Ion PKa Hydronium Concentration Equilibrium Base Titration Endpoint Equivalence Point Titration Curve Strong Acid Strong Base Phenolphthalein Methyl Red

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