Indicadores Ácido-Base
1. Introducción
Los
indicadores ácido-base son sustancias orgánicas que presentan diferentes
colores según el pH del medio en que se encuentren. Su comportamiento se
explica por equilibrios químicos en los cuales la forma protonada y la forma
desprotonada del indicador poseen estructuras distintas y, por tanto, colores
diferentes.
El
uso de indicadores permite identificar de manera cualitativa si una disolución
es ácida, básica o cercana a la neutralidad. En esta práctica se estudiará el
comportamiento de varios indicadores ácido-base en presencia de sustancias de
diferente carácter químico, tales como ácido clorhídrico, hidróxido de sodio,
hidróxido de amonio, buffer pH 7, vinagre de manzana, leche de magnesia y
bicarbonato.
La
observación de los cambios de color permitirá relacionar experimentalmente el
pH de una disolución con el intervalo de viraje de cada indicador y comprender
la utilidad de estas sustancias en el análisis químico.
2. Objetivo general
Comprobar
experimentalmente el comportamiento de diferentes indicadores ácido-base en
medios ácidos, neutros y básicos, relacionando sus cambios de color con el pH
del sistema.
3. Objetivos específicos
·
Identificar el cambio de color
de varios indicadores ácido-base en distintos medios.
·
Diferenciar experimentalmente soluciones ácidas, neutras y
básicas.
·
Relacionar el intervalo de
viraje de cada indicador con el pH del medio.
·
Comparar la respuesta de fenolftaleína, azul de bromotimol
y rojo fenol frente a diferentes sustancias.
·
Interpretar los resultados
obtenidos en función del equilibrio ácido-base de los indicadores.
4. Fundamento teórico
Un
indicador ácido-base es un ácido o una base débil cuyas formas conjugadas
presentan colores distintos. De manera general, el equilibrio de un indicador
puede representarse como:
HIn ⇌ H⁺ + In⁻
Donde:
·
HIn representa la forma
protonada del indicador.
·
In⁻ representa la forma desprotonada.
Cuando
cambia la concentración de iones hidrógeno en el medio, el equilibrio se
desplaza, originando una variación de color. Este comportamiento depende del
intervalo de transición o intervalo de viraje propio de cada indicador.
Algunos indicadores comunes son:
·
Fenolftaleína:
incolora en medio ácido y neutro; rosada o fucsia en medio básico.
·
Azul de bromotimol:
amarillo en medio ácido, verde en medio aproximadamente neutro y azul en medio
básico.
·
Rojo fenol: amarillo en
medio ácido y rojo o rosado en medio básico.
Los
indicadores son ampliamente utilizados en titulaciones, control de pH, análisis
químico y prácticas de laboratorio, ya que permiten una evaluación rápida y
visual del carácter ácido o básico de una solución.
5. Materiales y reactivos
Materiales
·
Tubos de ensayo
·
Gradilla
·
Pipetas Pasteur o goteros
·
Vasos de precipitados
·
Probeta
·
Varilla de agitación
·
Etiquetas o marcador para identificar tubos
Reactivos
·
Ácido clorhídrico (HCl) 0.1M
·
Hidróxido de sodio (NaOH) 0.1M
·
Hidróxido de amonio (NH4OH)
al 30 %
·
Buffer pH 7.00
·
Bicarbonato de sodio (NaHCO3) 0.1M
·
Vinagre de manzana 1:1
·
Leche de magnesia 1:5
·
Fenolftaleína
·
Azul de bromotimol
·
Rojo fenol
·
Agua destilada o agua corriente
para comparación
6. Procedimiento
experimental
Parte A. Comportamiento
de los indicadores en medio ácido, neutro y básico
1. Rotule
nueve tubos de ensayo en tres grupos:
o Grupo 1: fenolftaleína
o Grupo 2: azul de
bromotimol
o Grupo 3: rojo fenol
2. En
cada grupo prepare tres tubos con 3 mL de las siguientes soluciones:
o Tubo A: ácido clorhídrico
diluido
o Tubo B: buffer pH 7.00
o Tubo C: hidróxido de sodio
diluido
3.
Añada 2 o 3 gotas del indicador correspondiente a cada
tubo.
4. Agite
suavemente y observe el color desarrollado en cada caso.
5. Registre
los resultados en una tabla.
Parte B. Acción de los
indicadores sobre sustancias de uso común
1.
Rotule seis tubos de ensayo.
2. Coloque
aproximadamente 3 mL de cada una de las siguientes sustancias en tubos
separados:
o Vinagre de manzana 1:1
o
Solución de bicarbonarto de
sodio 0.1M
o Leche de magnesia 1:5
o Agua
o Hidróxido de amonio al 30%
o Buffer pH 7.00
3.
Añada 2 gotas de azul de bromotimol a cada tubo.
4. Observe
y registre los colores obtenidos.
5. Repita
el procedimiento usando rojo fenol en una nueva serie de tubos.
6. Si se
desea ampliar la práctica, repetir con fenolftaleína y comparar resultados.
Parte C. Neutralización
simple con indicador
1. Coloque
5 mL de ácido clorhídrico 0.1M en un
vaso de precipitados pequeño.
2.
Añada 2 gotas de azul de bromotimol o rojo fenol.
3.
Agregue lentamente hidróxido de sodio 0.1 M, gota a gota,
agitando constantemente.
4. Observe
el cambio progresivo de color hasta alcanzar la neutralización aproximada.
5. Repita
el procedimiento usando vinagre de manzana y leche de magnesia para comparar.
7. Resultados y análisis
El
estudiante debe registrar los colores observados para cada indicador en cada
medio y clasificarlos como ácido, neutro o básico.
Se debe analizar:
·
Qué indicador mostró un cambio
más evidente.
·
Qué sustancias presentaron comportamiento ácido, básico o
neutro.
·
Cómo se relaciona el color
observado con el intervalo de viraje del indicador.
·
Por qué una misma disolución
puede producir colores diferentes con indicadores distintos.
·
Qué sucede durante el proceso de
neutralización observado en la Parte C.
Tabla sugerida de resultados
Sustancia
|
Fenolftaleína
|
Azul de bromotimol
|
Rojo fenol
|
Carácter del medio
|
HCl 0.1M
|
||||
Buffer pH 7
|
||||
NaOH 0.1M
|
||||
Vinagre de manzana 1:1
|
||||
NaHCO₃ 0.1M
|
||||
Leche de magnesia 1:5
|
||||
NH₄OH 30%
|
||||
Agua
|
