Entre a variedade de substâncias orgânicas, existem compostos especiais que se caracterizam por mudanças de cor em diferentes ambientes. Antes do advento dos modernos medidores eletrônicos de pH, os indicadores eram "ferramentas" indispensáveis para determinar os indicadores ácido-base do ambiente, e continuam sendo usados na prática laboratorial como substâncias auxiliares em química analítica, e também na ausência do equipamento necessário.
Para que servem os indicadores?
Inicialmente, a propriedade desses compostos de mudar de cor em vários meios foi amplamente utilizada para determinar visualmente as propriedades ácido-base de substâncias em solução, o que ajudou a determinar não apenas a natureza do meio, mas também a desenhar uma conclusão sobre os produtos de reação resultantes. As soluções indicadoras continuam a ser usadas na prática laboratorial para determinar a concentração de substâncias por titulação e permitem que você aprenda a usar métodos improvisados por f alta demedidores de pH modernos.
Existem várias dezenas de tais substâncias, cada uma das quais é sensível a uma área bastante estreita: geralmente não excede 3 pontos na escala de informatividade. Graças a essa variedade de cromóforos e sua baixa atividade entre si, os cientistas conseguiram criar indicadores universais que são amplamente utilizados em condições de laboratório e produção.
Indicadores de pH mais usados
Vale ress altar que além da propriedade de identificação, esses compostos possuem boa capacidade de tingimento, o que permite que sejam utilizados para tingimento de tecidos na indústria têxtil. Do grande número de indicadores de cor em química, os mais famosos e usados são o laranja de metila (laranja de metila) e a fenolftaleína. A maioria dos outros cromóforos são usados misturados entre si ou para sínteses e reações específicas.
Metillaranja
Muitos corantes são nomeados por suas cores primárias em um ambiente neutro, o que também é verdade para este cromóforo. O laranja de metila é um corante azo que possui um agrupamento - N=N - em sua composição, que é responsável pela transição da cor do indicador para vermelho em meio ácido, e para amarelo em meio alcalino. Os compostos azo em si não são bases fortes, no entanto, a presença de grupos doadores de elétrons (‒ OH, ‒ NH2, ‒ NH (CH3), ‒ N (CH 3)2 e outros) aumenta a basicidade de um dos átomos de nitrogênio,que se torna capaz de ligar prótons de hidrogênio de acordo com o princípio doador-aceitador. Portanto, ao alterar as concentrações de íons H+ na solução, pode-se observar uma mudança na cor do indicador ácido-base.
Mais sobre como fazer laranja de metila
Obter laranja de metila por reação com diazotização do ácido sulfanílico C6H4(SO3H)NH2 seguido por uma combinação com dimetilanilina C6H5N(CH3)2. O ácido sulfanílico é dissolvido em uma solução alcalina de sódio pela adição de nitrito de sódio NaNO 2, e então resfriado com gelo para realizar a síntese em temperaturas o mais próximo possível de 0°C e ácido clorídrico HCl é adicionado. Em seguida, é preparada uma solução separada de dimetilanilina em HCl, que é vertida na primeira solução quando resfriada, obtendo um corante. É ainda alcalinizado, e cristais laranja escuros precipitam da solução, que, após várias horas, são filtrados e secos em banho-maria.
Fenolftaleína
Este cromóforo recebeu o nome da adição dos nomes dos dois reagentes envolvidos em sua síntese. A cor do indicador é notável por sua mudança de cor em meio alcalino com a aquisição de uma tonalidade framboesa (vermelho-violeta, framboesa-vermelho), que se torna incolor quando a solução é fortemente alcalinizada. A fenolftaleína pode assumir várias formas dependendo do pH do ambiente, e em ambientes fortemente ácidos tem uma cor laranja.
Este cromóforo é produzido pela condensação de fenol e anidrido ftálico na presença de cloreto de zinco ZnCl2 ou ácido sulfúrico concentrado H2 SO 4. No estado sólido, as moléculas de fenolftaleína são cristais incolores.
Anteriormente, a fenolftaleína era usada ativamente na criação de laxantes, mas gradualmente seu uso foi reduzido significativamente devido às propriedades cumulativas estabelecidas.
Litmus
Este indicador foi um dos primeiros reagentes usados em meios sólidos. O tornassol é uma mistura complexa de compostos naturais que é obtida a partir de certos tipos de líquens. É usado não apenas como agente corante, mas também como meio para determinar o pH do meio. Este é um dos primeiros indicadores que começaram a ser usados pelo homem na prática química: é usado na forma de soluções aquosas ou tiras de papel de filtro impregnadas com ele. O tornassol no estado sólido é um pó escuro com um leve odor de amônia. Quando dissolvido em água pura, a cor do indicador fica roxa e, quando acidificada, fica vermelha. Em meio alcalino, o tornassol fica azul, o que permite utilizá-lo como indicador universal para a determinação geral do indicador do meio.
Não é possível estabelecer com precisão o mecanismo e a natureza da reação que ocorre quando o pH muda nas estruturas dos componentes de tornassol, pois pode incluir até 15 compostos diferentes, alguns dos quaispodem ser ingredientes ativos inseparáveis, o que complica seus estudos individuais de propriedades químicas e físicas.
Papel Indicador Universal
Com o desenvolvimento da ciência e o advento dos papéis indicadores, o estabelecimento de indicadores ambientais tornou-se muito mais simples, pois agora não era necessário ter reagentes líquidos prontos para qualquer pesquisa de campo, que cientistas e cientistas forenses ainda usar com sucesso. Assim, as soluções foram substituídas por papéis indicadores universais, que, devido ao seu amplo espectro de ação, eliminou quase completamente a necessidade do uso de quaisquer outros indicadores ácido-base.
A composição das tiras impregnadas pode variar de fabricante para fabricante, portanto, uma lista aproximada de ingredientes pode ser a seguinte:
- fenolftaleína (0-3, 0 e 8, 2-11);
- (di)amarelo de metila (2, 9–4, 0);
- laranja de metila (3, 1–4, 4);
- vermelho de metila (4, 2–6, 2);
- azul de bromotimol (6, 0–7, 8);
- α‒naftolftaleína (7, 3–8, 7);
- timol azul (8, 0–9, 6);
- cresolftaleína (8, 2–9, 8).
A embalagem necessariamente contém padrões de escala de cores que permitem determinar o pH do meio de 0 a 12 (cerca de 14) com precisão de um inteiro.
Entre outras coisas, esses compostos podem ser usados juntos em soluções aquosas e água-álcool, o que torna o uso de tais misturas muito conveniente. No entanto, algumas dessas substâncias podem ser pouco solúveis em água, por isso é necessárioselecione solvente orgânico universal.
Devido às suas propriedades, os indicadores ácido-base encontraram sua aplicação em muitos campos da ciência, e sua diversidade tornou possível criar misturas universais sensíveis a uma ampla gama de indicadores de pH.
