Tipos de indicadores en química analítica PDF

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UniversidadVeracruzanaFacultad de CienciasQuímicasTipos de indicadoresNombre: López Urbano Sandy VictoriaMateria: Química AnalíticaMaestro (a): García Pérez María de JesúsCarrera: Ing. en Biotecnología2° semestreObjetivo Reconocer los distintos tipos de indicadores utilizados en laboratorio de mane...

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Universidad Veracruzana Facultad de Ciencias Químicas Tipos de indicadores

Nombre: López Urbano Sandy Victoria Materia: Química Analítica Maestro (a): García Pérez María de Jesús Carrera: Ing. en Biotecnología 2° semestre

Objetivo 

Reconocer los distintos tipos de indicadores utilizados en laboratorio de manera que el alumno sea capaz de utilizarlos en las valoraciones de forma práctica.

Introducción Un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse. La variación de color se denomina viraje, para esto el indicador debe cambiar su estructura química ya sea al perder o aceptar un protón. El funcionamiento y la razón de este cambio varían mucho según el tipo de valoración y el indicador.

Tipos de indicadores Indicadores ácido-base: Un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse. Comportamiento de los indicadores ácido-base Supongamos a un indicador que está constituido por un ácido débil monoprótico con formula general Hln, de este modo, en una disolución acuosa se ionizará débilmente produciendo la base conjugada correspondiente ln⁻ Hln + H₂O ↔ H₃O⁺ + ln⁻ La solución ácida se muestra de color verde y la solución básica de color azul. Si se añade HA a una disolución ácida, se producen al mismo tiempo dos procesos, el equilibrio de ionización del ácido y del indicador. Hln + H₂O ↔ H₃O⁺ + ln⁻ HA + H₂O ↔ H₃O⁺ + A⁻ Cuando aumenta la concentración de H₃O⁺, por efecto del ion común, el equilibrio que tiene el indicador se desplaza a la izquierda. En consecuencia, el color que predomina en la disolución será el color de la forma ácida, Hln. Si añadimos una pequeña cantidad de indicador a una disolución básica: Hln + H₂O ↔ H₃O⁺ + ln⁻ B + H₂O ↔ BH⁺ + OH⁻ La concentración H₃O⁺, se verá disminuida por la combinación de los iones H₃O⁺, con los iones OH⁻, Y el equilibrio del indicador se ve afectado, desplazándose hacia la derecha. En consecuencia, dominará en la disolución el color de la forma básica ln⁻. A continuación se muestran los indicadores más usados y sus intervalos de viraje:

Indicadores complejométricos Estos indicadores son colorantes orgánicos que forman quelatos con los iones metálicos en un intervalo de pMe que es característico de cada metal y del colorante. Los indicadores usados en complejometría deben reunir una serie de requisitos, que son necesarios para que pueda considerarse como un buen indicador:   

El complejo metal-indicador debe ser menos estable que el complejo metal-EDTA. El complejo metal-indicador debe tener un color diferente que el indicador libre. El complejo metal-indicador debe tener un color intenso, de modo que sólo haga falta añadir una pequeña cantidad del indicador.

 

El indicador debe formar complejo únicamente con el metal que se está valorando y de este modo los demás metales no interferirían en la operación. La reacción entre el complejo metal-indicador y el EDTA debe ser muy rápida con lo cual se consigue un inmediato cambio de color en el punto de equivalencia.

Los indicadores rnetalocrómicos usuales también poseen propiedades ácidobase y además de responder como indicadores de pM también responden como indicadores de pH. Así, para especificar el color que tendrá un indicador metalocrómico en cierta solución, debemos conocer el valor de pH y el valor de pM del ion metálico presente en la solución. Indicadores de óxido-reducción Los indicadores de oxidación-reducción se usan extensivamente para detectar el punto final. Un indicador redox general es un compuesto que cambia de color cuando pasa de su forma oxidada a reducida o al contrario. La semirreacción a la que se debe el cambio de color puede escribirse como: InOx + ne- ↔ InRed y si la reacción es reversible podemos aplicarle la ecuación de Nernst. Para que el ojo humano pueda observar el cambio de color de la forma oxidada del indicador a la forma reducida se requiere que la proporción de concentraciones de ambas formas varíe unas 100 veces, que es lo mismo que decir que se requiere que la relación [InRed]/[InOx] ≤ 0,1 se transforme en [InRed]/[InOx] ≥ 10. Sustituyendo dichas relaciones en la ecuación de Nernst se obtiene la expresión para el cálculo del intervalo de viraje de un indicador redox general, que nos indica que un indicador típico general presenta un cambio de color detectable cuando un valorante hace que el potencial del sistema cambie de (Eo In- 0,05916/n) a (Eo In+ 0,05916/n). Si los protones participan en la reducción del indicador, el intervalo de potenciales en el que ocurre un cambio de color dependerá del pH. ⁻. A continuación se muestran los indicadores más usados:

Indicadores de precipitación: 

Reacción Química

– Precipitado coloreado (Método de Mohr) – Adsorción de un colorante (Fajan) – Formación de un complejo coloreado–método de Volhard 

Sensores –Potenciométrico o amperométrico

En el método de Mohr: Los equilibrios que figuran a este método son los siguientes: Ag+ + Cl 2Ag+ + CrO4

AgCl Kps= 1.8 x 10 ¹º Blanco Ag2CrO4 Kps= 1.1 x 10 ¹² Rojizo

Por otro lado, uno de los métodos más empleados es el de Volhard. Se usa para determinación directa del Ion plata o para la determinación indirecta de otros iones ( Cl- , Br-, I-). Que forman sales de plata insolubles. La reacción de valoración es: Ag+ + SCN Fe 3+ + SCN

AgSCN Kps=1.0 x 10¹² [ Fe SCN ]++ Ke=138 rojo sangre

En cambio, los indicadores por adsorción son sustancias orgánicas de elevado peso molecular que en forma iónica se absorben sobre las partículas de precipitado cambiando de color en condiciones ideales la adsorción ocurre cerca del punto de equivalencia. A continuación se muestran los indicadores junto con su viraje:

Referencias Bolívar, G. (2020). Indicadores químicos: para qué sirven, tipos, ejemplos. Lifeder. Recuperado de: https://www.lifeder.com/indicadores-quimicos/ Calcaneo, S. (2015). Indicadores Ácido-Base Química Analítica y Métodos Instrumentales. Slideshare. Recuperado de: https://es.slideshare.net/SooeyWong/indicadores-acidobasequimica-analitica-y-metodos-instrumentales-equipo-6-iq-302 Gómez, S. (2010). Indicadores de pH. Química Analítica. Recuperado http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/12.IndicadoresdepH_9152.pdf

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