INDICATORI DI PH: TIPI DI INDICATORI E COME FUNZIONANO - CHIMICA - 2025

Gli indicatori di pH sono fondamentali per determinare la quantità di pH presente in un mezzo specifico. Quando si parla del concetto di pH, rappresenta la concentrazione di ioni idronio (H ₃ O ⁺ ) che è presente in una soluzione acquosa.

Allo stesso modo, viene misurato su una scala logaritmica negativa compresa tra 0 e 14, dove le soluzioni con un pH inferiore a 7 sono considerate acide, quelle con un pH maggiore di 7 sono basiche e quelle con un pH uguale a 7 sono considerate soluzioni neutre. Questo parametro è espresso come segue con l'equazione di Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log ₁₀ (/).

Nell'espressione sopra, il pKa rappresenta il logaritmo negativo della costante di dissociazione acida e le concentrazioni molari e sono rispettivamente quelle dell'acido debole e della sua base coniugata. Conoscere il pH consente di studiare la qualità dell'acqua e del cibo e di poter mantenere la ripetibilità di un prodotto chimico elaborato.

tipi

Esistono tre tipi principali di indicatori di pH: indicatori di liquido acido-base, che funzionano entro un certo intervallo di pH; carte e altri materiali indicatori che cambiano colore quando il campione liquido o gassoso viene aggiunto alla sua superficie; e pHmetri digitali, che misurano la potenziale differenza elettrica tra due elettrodi.

Indicatori liquidi

Gli indicatori liquidi sono acidi o basi organiche deboli che hanno colori diversi a seconda della loro forma acida o basica. Questi funzionano entro intervalli limitati, variando il colore una volta raggiunto questo valore e interrompendo la variazione del colore quando viene raggiunto il livello massimo dell'intervallo.

Per funzionare dovrebbero essere usati solo in soluzioni in cui si può osservare un cambiamento di colore (preferibilmente incolore).

Esiste un gran numero di indicatori di liquidi di diversi colori e intervalli di pH, tra cui rosso cresolo (da rosso a giallo in un intervallo da 0,2 a 1,8), rosso metile (da rosso a giallo in un intervallo di 4 , Da 2 a 6,2), verde bromocresolo (da rosa a blu / verde da 4,2 a 5,2) e fenolftaleina (da incolore a rosa in un intervallo da 8,0 a 10,0).

Questi indicatori sono popolari per i diplomi in chimica analitica, anche se devi avere un certo livello di formazione per eseguire questa pratica in modo accurato.

Documenti indicativi

Esistono diversi tipi di carte utilizzate per misurare il pH, ma la più conosciuta è la cartina di tornasole, che è composta da una polvere che proviene dai licheni.

La cartina di tornasole viene utilizzata per sapere se una soluzione liquida o gassosa è acida o basica (senza sapere quale sarà il suo esatto pH o una stima di esso), ed è disponibile in due presentazioni: blu e rossa.

La cartina di tornasole blu diventa rossa in condizioni acide e la cartina di tornasole rossa diventa blu in condizioni basiche o alcaline e può essere riciclata per il test inverso una volta che la carta ha già cambiato colore.

I limiti noti della carta - come la sua incapacità di offrire un valore di pH esatto o stimato e la capacità di cambiare ad altri colori quando reagisce con determinati composti - hanno causato la sua sostituzione con indicatori liquidi e / o misuratori di pH.

pH-metri

I pH-metri sono nati dall'esigenza degli analisti di laboratorio di ottenere valori esatti di questo parametro, cosa che non era possibile con indicatori di carta o indicatori liquidi.

Si basano sulla misura del differenziale di potenziale elettrico tra il pH dell'elettrodo e l'elettrodo di riferimento.

Il funzionamento di questi pHmetri è spiegato in modo più approfondito nella sezione successiva, ma in generale questi indicatori sono considerati i più accurati per eccellenza, fornendo un numero preciso (con la precisione di 0,01 unità di pH) del parametro e del conteggio con una sensibilità e una velocità superiori agli altri due metodi.

Inoltre, possono anche misurare altre caratteristiche, come i solidi disciolti, la conduttività elettrica e la temperatura della soluzione.

L'unico svantaggio di questo tipo di pHmetro è che sono apparecchiature delicate e, oltre ad una calibrazione iniziale che deve essere effettuata da uno strumentista o conoscitore dell'attrezzatura, dovranno anche essere pulite regolarmente per evitare che gli elettrodi si accumulino materiale su di esse.

Come funzionano?

Indicatori liquidi

Gli indicatori liquidi cambiano colore a causa dell'azione di protonazione o deprotonazione nella loro struttura (a seconda della natura basica o acida dell'indicatore), che si basa sull'equilibrio della reazione, come segue: HIn + H ₂ O ↔ H ₃ O ⁺ + In ^-

Cioè, una volta che l'indicatore è stato aggiunto alla soluzione, se l'equilibrio di questo mezzo inizia a tendere nella direzione opposta a causa di un aumento o diminuzione dello ione idronio (di nuovo, a seconda della natura dell'indicatore), cambierà colore fino alla fine soggiorno di un nuovo colore invariabile.

Documenti indicativi

Le carte indicatrici, in particolare la cartina di tornasole, devono entrare in contatto con la soluzione da analizzare in modo discreto per poter misurare con precisione.

Cioè, in una soluzione liquida non dovrebbe essere completamente introdotto al suo interno, ma dovrebbe essere gocciolato con esso o toccare brevemente un campione della sostanza.

Nel caso di una soluzione gassosa, il gas deve passare sulla superficie della carta per consentirle di entrare in contatto e cambiare colore.

pH-metri

Come affermato in precedenza, i misuratori di pH funzionano in base alla differenza di potenziale elettrico tra un pH e un elettrodo di riferimento.

Il pHmetro misura la tensione che esiste tra due elettrodi in una soluzione e visualizza il risultato convertito in un valore di pH corrispondente.

L'apparecchiatura stessa è costituita da una coppia di elettrodi - uno dei quali è metallico e insensibile al pH della soluzione - e da un semplice amplificatore elettronico. Per la sua calibrazione, l'apparecchiatura è calibrata con soluzioni di pH noto.

Riferimenti

1. Carolina. (Sf). Misurazione del pH: indicatori, carta e misuratori. Estratto da carolina.com
2. Azienda, S. (sf). Intervalli dell'indicatore di pH (pH ascendente). Recupero da sciencecompany.com
3. LibreTexts. (Sf). Indicatori di pH. Estratto da chem.libretexts.org
4. ThoughtCo. (Sf). Definizione ed esempi dell'indicatore di pH. Recupero da thoughtco.com
5. Wikipedia. (Sf). Misuratore di acidita. Estratto da en.wikipedia.org