Entre la varietat de substàncies orgàniques, hi ha compostos especials que es caracteritzen per canvis de color en diferents ambients. Abans de l'arribada dels mesuradors de pH electrònics moderns, els indicadors eren "eines" indispensables per determinar els indicadors àcid-base del medi ambient i es continuen utilitzant en la pràctica de laboratori com a substàncies auxiliars en química analítica, i també en absència de l'equip necessari..
Per a què serveixen els indicadors?
Inicialment, la propietat d'aquests compostos de canviar de color en diversos medis es va utilitzar àmpliament per determinar visualment les propietats àcid-base de les substàncies en solució, la qual cosa va ajudar a determinar no només la naturalesa del medi, sinó també a dibuixar una conclusió sobre els productes de reacció resultants. Les solucions indicadores continuen utilitzant-se en la pràctica de laboratori per determinar la concentració de substàncies per valoració i permeten aprendre a utilitzar mètodes improvisats per manca depHmetres moderns.
Hi ha diverses desenes d'aquestes substàncies, cadascuna de les quals és sensible a una àrea força estreta: normalment no supera els 3 punts a l'escala informativa. Gràcies a aquesta varietat de cromòfors i a la seva baixa activitat entre ells, els científics van aconseguir crear indicadors universals que s'utilitzen àmpliament en condicions de laboratori i de producció.
Indicadors de pH més utilitzats
Cal destacar que a més de la propietat d'identificació, aquests compostos tenen una bona capacitat de tintura, la qual cosa els permet utilitzar-los per tenyir teixits a la indústria tèxtil. Del gran nombre d'indicadors de color en química, els més famosos i utilitzats són la taronja de metil (taronja de metil) i la fenolftaleïna. Actualment, la majoria dels altres cromòfors s'utilitzen barrejats entre ells o per a síntesis i reaccions específiques.
Taronja de metil
Molts colorants reben el nom dels seus colors primaris en un entorn neutre, que també és cert per a aquest cromòfor. La taronja de metilo és un colorant azoic que té una agrupació - N=N - en la seva composició, que és responsable de la transició del color de l'indicador al vermell en un ambient àcid, i al groc en un alcalí. Els compostos azoics en si no són bases fortes, però, la presència de grups donants d'electrons (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 i altres) augmenta la basicitat d'un dels àtoms de nitrogen,que esdevé capaç d'unir protons d'hidrogen segons el principi donant-acceptador. Per tant, quan es canvien les concentracions d'ions H+ a la solució, es pot observar un canvi en el color de l'indicador àcid-base.
Més informació sobre com fer taronja de metil
Obtenir taronja de metil per reacció amb diazotització d'àcid sulfanílic C6H4(SO3H)NH2 seguit d'una combinació amb dimetilanilina C6H5N(CH3)2. L'àcid sulfanílic es dissol en una solució alcalina de sodi afegint nitrit de sodi NaNO 2, i després es refreda amb gel per dur a terme la síntesi a temperatures tan properes com sigui possible als 0 °C i s'afegeix àcid clorhídric HCl. A continuació, es prepara una solució separada de dimetilanilina en HCl, que s'aboca a la primera solució quan es refreda, obtenint un colorant. S'alcalinitza encara més i de la solució precipiten cristalls de color taronja fosc que, després d'unes hores, es filtren i s'assequen al bany maria.
Fenolftaleïna
Aquest cromòfor va rebre el seu nom per l'addició dels noms dels dos reactius implicats en la seva síntesi. El color de l'indicador destaca pel seu canvi de color en un medi alcalí amb l'adquisició d'una tonalitat gerd (vermell-violeta, vermell gerd), que es torna incolora quan la solució s'alcalinitza fortament. La fenolftaleïna pot adoptar diverses formes en funció del pH de l'entorn, i en ambients fortament àcids té un color ataronjat.
Aquest cromòfor es produeix per la condensació de fenol i anhídrid ftàlic en presència de clorur de zinc ZnCl2 o àcid sulfúric concentrat H2 SO 4. En estat sòlid, les molècules de fenolftaleïna són cristalls incolors.
Anteriorment, la fenolftaleïna s'utilitzava activament en la creació de laxants, però a poc a poc el seu ús es va reduir significativament a causa de les propietats acumulatives establertes.
Tornasol
Aquest indicador va ser un dels primers reactius utilitzats en medis sòlids. El tornasol és una barreja complexa de compostos naturals que s'obté a partir de determinats tipus de líquens. S'utilitza no només com a colorant, sinó també com a mitjà per determinar el pH del medi. Aquest és un dels primers indicadors que va començar a ser utilitzat per l'home en la pràctica química: s'utilitza en forma de solucions aquoses o tires de paper de filtre impregnades amb ella. Tornasol en estat sòlid és una pols fosca amb una lleugera olor a amoníac. Quan es dissol en aigua pura, el color de l'indicador es torna porpra, i quan s'acidifica, es torna vermell. En un medi alcalí, el tornasol es torna blau, cosa que permet utilitzar-lo com a indicador universal per a la determinació general de l'indicador del mitjà.
No és possible establir amb precisió el mecanisme i la naturalesa de la reacció que es produeix quan el pH canvia en les estructures dels components del tornasol, ja que pot incloure fins a 15 compostos diferents, alguns dels qualspoden ser ingredients actius inseparables, cosa que complica els seus estudis individuals de propietats físiques i químiques.
Paper indicador universal
Amb el desenvolupament de la ciència i l'arribada dels papers indicadors, l'establiment d'indicadors ambientals s'ha tornat molt més senzill, ja que ara no era necessari disposar de reactius líquids preparats per a cap investigació de camp, que els científics i els científics forenses encara s'utilitza amb èxit. Així, les solucions es van substituir per papers indicadors universals, que, a causa del seu ampli espectre d'acció, van eliminar gairebé completament la necessitat d'utilitzar altres indicadors àcid-base.
La composició de les tires impregnades pot variar d'un fabricant a un altre, de manera que una llista aproximada d'ingredients pot ser la següent:
- fenolftaleïna (0-3, 0 i 8, 2-11);
- (di)metil groc (2, 9–4, 0);
- taronja de metil (3, 1–4, 4);
- vermell de metil (4, 2–6, 2);
- blau de bromotimol (6, 0–7, 8);
- α‒naftolftaleïna (7, 3–8, 7);
- blau timol (8, 0–9, 6);
- cresolftaleïna (8, 2–9, 8).
L'embalatge conté necessàriament estàndards d'escala de colors que us permeten determinar el pH del medi de 0 a 12 (uns 14) amb una precisió d'un nombre enter.
Entre altres coses, aquests compostos es poden utilitzar junts en solucions aquoses i aigua-alcohol, la qual cosa fa que l'ús d'aquestes mescles sigui molt convenient. Tanmateix, algunes d'aquestes substàncies poden ser poc solubles en aigua, per la qual cosa és necessariseleccioneu un dissolvent orgànic universal.
A causa de les seves propietats, els indicadors àcid-base han trobat la seva aplicació en molts camps de la ciència i la seva diversitat ha permès crear mescles universals sensibles a una àmplia gamma d'indicadors de pH.
