Se realizaron distintas diluciones a partir de HCl y NaOH; a cada una se le agregó un indicador de pH para determinar qué tipos de sustancias eran (básicas o ácidas).

  Práctica 6. Escala de pH

Resumen

Se realizaron distintas diluciones a partir de HCl y NaOH; a cada una se le agregó un indicador de pH para determinar qué tipos de sustancias eran (básicas o ácidas).

Objetivos

• Aprender a realizar cálculos de pH para la determinación de la acidez y la alcalinidad de una sustancia.
• Emplear algunos indicadores orgánicos y aprender a seleccionarlos según la aplicación.
• Extraer un indicador de pH de una fuente vegetal.

Introducción

Definición de ácidos y bases

Para Arrhenius:

Un ácido es una sustancia que en solución acuosa se disocian en iones hidrógeno, mientras que las bases son aquellas que en soluciones acuosas se disocian en iones hidroxilo.

Para Bronsted:

Un ácido es cualquier sustancia capaz de aceptar un par de electrones y una base es cualquier sustancia capaz de donar un par de electrones.

La medida del pH es una de las determinaciones analíticas más utilizadas en la química . Como las concentraciones de los iones H+ y OH- en disoluciones acuosas son números muy pequeños y es muy difícil trabajar con ellos , en 1909 Soren Sorense propuso el pH; el cual se define como el logaritmo negativo de la concentración del ión hidrógeno en mol / L.           pH­= -log [H] (Chang, 2002)

Una forma conveniente de estimar el pH es el uso de las concentraciones de H “de referencia” de la tabla 16.1, en las cuales [H]  1  10–x , donde x es un número entero de 0 a 14.

[pic 1]

(Brown, 2004)

En todo equilibrio ácido-base hay transferencias de protones tanto en la reacción directa (hacia la derecha) como en la inversa (hacia la izquierda). Por ejemplo, considérese la reacción de un ácido, que denotaremos como HX, con agua.

HX(ac) + H2O(l) Δ X-(ac) + H3O+(ac)

En la reacción directa HX dona un protón al H2O. Por tanto, HX es el ácido de Brønsted-Lowry, y H2O es la base de Brønsted-Lowry. En la reacción inversa el H3O dona un protón al ion X, de modo que H3O es el ácido y X es la base. Cuando el ácido HX dona un protón, queda una sustancia, X, capaz de actuar como base. Análogamente, cuando H2O actúa como base, genera H3O, que actúa como ácido. (Brown, 2004)  

Indicadores de pH: Son ácidos o bases orgánicos débiles cuya forma sin disociar difiere del correspondiente ácido o base conjugados. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la pronotación o despronotación de la especie. Los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambia la disolución en la que se encuentra de un color a otro o de una disolución incolora a una coloreada. (Gómez 2010)

Fenolftaleína: Indicador que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta. pH 8.3 - 10

Rojo congo: Indicador que en disoluciones con pH= 3 se tiñe de color azul violeta y en disoluciones con un pH = 5 se tiñe de color rojo.

El repollo morado tiene como nombre científico Brassica olerace y una de sus utilidades es para determinar el pH.  Lo que sucede con el indicador de repollo es una simple reacción ácido base, es decir, cuando el jugo de repollo entra en contacto con ácidos, la estructura química del jugo de repollo adquiere una estructura y cuando el jugo de repollo entra en contacto con bases, adquiere otra. En medio ácido el jugo de repollo (que es morado) se torna rojo por que los anillos de benceno (moléculas hexagonales con dobles enlaces internos) se conjugan; mientras que en medio básico el jugo de repollo se torna verde o azul, porque la conjugación que existía se destruye, y por ende ya no va a exhibir coloración roja (Ríos, 2015)

Problema a resolver

¿Extractos de fuentes vegetales pueden funcionar como indicadores de pH?

Materiales y equipo

2 microplacas de 96 pozos con tapa, 2 gradillas, 2 pipetas graduadas de 5 mL, 1 pipeta graduada de 1mL, 14 tubos de ensayo, 3 vasos de precipitado de 50 o 100 mL, 1 pipeta volumétrica de 5 mL, 3 hojas de col, 5 jeringas de 1 mL con agua, NaOH 1.0 M, HCl 1,0 M, Fenolftaleína al 1% m/v en alcohol, tiras indicadoras de pH.

Metodología

Se realizaron 14 diluciones; del 0-7 contenían HCl y del 14-8 NaOH. A cada una de estas diluciones se les midió el pH y posteriormente se les agregó 4 indicadores (extracto de col morada, rojo congo , azul de metileno y fenolftaleína) con el fin de comparar y determinar si eran sustancias básicas o ácidas.

Resultados

Los indicadores de pH que se ocuparon fueron: Extracto de col, fenolftaleína, rojo congo y azul de metileno.

En el primer indicador (el cual era incoloro) que fue el extracto de col los ácidos se tiñeron de color rosa (que fueron del 0 al 3) de ahí en adelante se empezó a tornar de un color azulado hasta llegar a las bases (11 al 14) de un tono verde.

En el segundo indicador (el cual era incoloro) que fue la fenolftaleína solamente cambiaron de color las bases de un tono rosa muy fuerte (14) hasta que se fue haciendo más claro hasta que llegamos al 10 y de ahí en adelante ya no cambiaron de color, es decir las bases se quedaron incoloras.

El tercer indicador fue el rojo congo (que tenía un color naranja) en los ácidos se pintaron de un tono azul fuerte y se fue haciendo como un tono amarillo o más claro en los neutros y para las bases tenía su color original, no hubo cambio.

En el cuarto y último indicador (que era de color azul) que fue el azul de metileno en los ácidos no ocurrió ningún cambio de coloración y en las bases solo cambió a un tono un poco verdoso pero no fue significativo el cambio.

Análisis de resultados

Hay indicadores naturales que cambian de color dependiendo del pH  se puede  preparar con flores de bugambilia, col morada, Jamaica, betabel y algunos otros vegetales. Utilizamos la col morada en agua, al hervir se extraen pigmentos llamado antocianina  que presentan  colores muy distintos a diferentes valores de pH    

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