Indicatori acido-base

Definizione di pH

Come indica la definizione, il pH è un logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno . In questo caso, calcoliamo quel valore usando qualcosa che si chiama concentrazione molare. Tutti i composti chimici possono essere classificati in base al pH in quelli a reazione acida, basica o inerte (quindi la reazione è determinata dalla concentrazione di ioni idrogeno). Questo è il motivo per cui il pH viene spesso indicato come una misura dell’acidità di una soluzione. A cosa ci serve il valore del pH?

• Specificare la reazione di una soluzione
• Prevedere la possibilità di una reazione chimica
• Garantire condizioni adeguate per determinate piante
• Adeguamento di processi specifici con l’obiettivo di trattare i liquidi industriali
• Selezione di detergenti efficaci per il tipo di contaminazione

Il valore del pH è intrinsecamente legato al termine scala del pH . La scala va da 0 a 14. È uno strumento molto utile per organizzare le soluzioni in base alla loro reazione chimica. La scala del pH è una scala logaritmica negativa. Assumiamo che le soluzioni il cui pH è:

• inferiore a 7 (<7) sono acide (caratteristica delle soluzioni acide),
• pari a 7 sono inerti,
• superiori a 7 (>7) sono basiche (caratteristica delle soluzioni di base).

Il pH di soluzioni estremamente concentrate può scendere sotto 0 o sopra 14, in altre parole, fuori dalla scala del pH.

Indicatori acido-base

Gli indicatori di pH sono sostanze chimiche specifiche che assumono un certo colore in base all’ambiente. La loro caratteristica è che il loro colore è costante in una soluzione avente una reazione specificata; per esempio, l’arancio metile è rosso in una soluzione altamente acida. Nei laboratori, possiamo spesso vedere indicatori che sono acidi o basi organici deboli (indicatori acido-base). La variabilità del loro colore in funzione della reazione è dovuta al fatto che le soluzioni si stabilizzano anche l’equilibrio tra la forma non dissociata (colore A) e quella dissociata (colore B) del composto. In base al lato verso il quale si sposta l’equilibrio chimico (cioè in base al contenuto di ioni idrogeno), prevale una forma particolare, avente un colore specifico. Indicatori di pH più popolari:

• Fenolftaleina – l’indicatore più comunemente usato nei laboratori chimici. Viene applicato sotto forma di una soluzione all’1%. In soluzioni neutre è incolore, mentre in ambiente basico assume un caratteristico colore lampone.
• Arancio metile – è utilizzato per rilevare gli acidi, poiché in loro presenza assumono un colore rosso intenso (pH < 3,2) o giallo (pH > 4,4). Appartiene al gruppo dei cosiddetti coloranti azoici. È usato come soluzione acquosa.
• Verde bromocresolo – applicato nella maggior parte delle analisi di composti organici. È un solido di colore dal bianco al crema. È giallo nelle soluzioni acide e vira al blu se influenzato da una base.
• Rosso metile : un colorante azoico. Passa dal rosso scuro al giallo nell’intervallo di pH da 4,2 a 6,3. Viene utilizzato principalmente nella titolazione acido-base.
• Blu di bromotimolo – un derivato del blu di timolo. Il cambiamento di colore di questo indicatore di pH va dal giallo (reazione acida) al verde (reazione neutra) al blu scuro (reazione basica).

Carte indicatrici

Gli indicatori acido-base sono spesso usati nei laboratori. Tuttavia, si caratterizzano in quanto cambiano colore all’interno di determinati intervalli di valori di pH, il che può ostacolare la determinazione di un valore di pH approssimativo di una soluzione con una composizione sconosciuta. Una soluzione particolarmente efficace sono le cartine indicatrici . Miscelando opportuni indicatori si trovano indicatori universali, che vengono poi applicati su strisce di semplice carta da filtro. Una volta asciutta, la carta risultante è la nostra carta indicatrice universale. La determinazione del valore del pH con cartine indicatrici universali consiste nell’immergerle nella soluzione di prova. Le carte normalmente vengono fornite con una scala di colori appropriata. Confrontiamo il colore della carta indicatrice universale con il colore sulla scala, e in questo modo determiniamo il valore approssimativo del pH.

Indicatori di pH fatti in casa

Una gamma di sostanze presenti in natura può essere utilizzata come indicatore di pH. Ne possiamo trovare molti esempi nelle cucine o in giardino. Ciò dimostra l’affermazione che la chimica ci circonda letteralmente.

Te

La maggior parte delle persone noterà sicuramente che quando aggiungiamo il succo di limone al tè, il tè diventerà un po’ più pallido. Questo perché l’essenza del tè è un indicatore naturale del pH. L’aggiunta di succo di limone fa diminuire il pH, che cambia il colore marrone chiaro (reazione neutra) in giallo paglierino (reazione acida). Quel cambiamento di colore è causato da composti chiamati tannini, che sono anche responsabili del caratteristico retrogusto del tè.

Succo di barbabietola

Il succo di barbabietola si distingue anche per la variabilità dei colori in base alla reazione. In un ambiente acido, il suo colore è rosso e viola, spesso indicato come viola. Il colore può essere osservato, ad esempio, durante la cottura della zuppa di barbabietole. Tuttavia durante la preparazione perde colore, soprattutto se la temperatura è troppo alta. Ciò è dovuto alla degradazione termica delle betaine durante l’ebollizione. Per ripristinare il colore viola intenso, dovremmo acidificare il brodo, quindi aggiungere ad esempio una piccola quantità di acido citrico.

Fiori

Anche i coloranti presenti naturalmente in alcuni fiori, ad esempio nell’ortensia o nei nontiscordardime, sono una sorta di indicatori acido-base. Il loro colore dipende dal pH del terreno in cui crescono. I nontiscordardime sono rosa in terreni acidi, mentre in un ambiente basico il loro colore è blu. È simile con l’ortensia: più basso è il valore del pH, più fiori sono blu e più intenso è il colore.