Riconoscimento di
presenza di acido o base
in soluzione
osservando il colore assunto
da indicatori chimici diversi
Scopo della presentazione fornita
descrivere, a livello didattico medio, alcuni fenomeni relativi al pH
Riconoscimento della acidità ( pH) di una soluzione in funzione
del colore presentato da particolari sostanze, indicatori chimici
Un indicatore usato singolarmente fornisce solo informazioni sulla
natura acida o basica di una soluzione: sul valore di un pH compreso
tra 0 e 14:non fornisce informazioni sul grado reale di pH presente:
se indicatore fornisce pH = 5, significa che la soluzione può avere
valori di pH tra 0 e 5 oppure tra 14 e 5
Per avere valori più approssimimati si ricorre all’uso di più indicatori
e si confrontano i risultati : vedi altro programma fornito:analisiph.
Vengono fornite immagini animate con powerpoint ,
immagini riprese con digitale,
brevi film ottenuti con digitale
la presentazione viene anche convertita
in video.avi con EM converter
Buona visione e grazie per la visita
Ammettiamo come definizioni di acido e di base le seguenti
Acido : sostanza che in soluzione acquosa libera idrogenioni H+
base : sostanza che in soluzione acquosa libera ossidrilioni OHHCl >>> H+ Cl-
H20 >>> H+ OH-
NaOH >>> Na+ OH-
Neutralizzazione : reazione tra acido e base con comparsa di sale + acqua
HCl + NaOH >>> H+ Cl- Na+ OH- >>> NaCl + H2O
Piacca pH : logaritmo decimale con segno cambiato
della concentrazione idrogenionica
pH = -Log [H+]
Pioacca pOH : logaritmo decimale con segno cambiato
della concentrazione ossidrilionica
pOH = -Log [OH-]
Esiste una relazione tra il valore di pH e quello di pOH
H2O >>> H+ + OHPiacca pH =- log [H+]
Pioacca pOH =- log[OH-]
Rimane costante la somma tra pH e pOH
pOH = 14
pOH = 7
pOH = 0
pH = 0
pH = 7
pH = 14
Prodotto ionico dell’acqua Kw = [H+][OH-] = 10-14
-Log Kw = -Log[H+] +(- Log[OH-]) = (-Log 10-7) + (- Log 10-7) = 7 + 7 = 14
pKw = pH + pOH = 7 + 7 = 14 in soluzione neutra, H2O
pH = pkw – pOH … 14 - pOH
In acqua la concentrazione di H+ equivale a quella di OH –
10-7 = 10-7
H – O – H >>> H+ OHH+
pH = 7
H+
OH-
H+
OH-
OH-
H+
H+
H+
OH-
H+
In soluzione acida
in soluzione basica
pH < 7
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
OHH+
H+ OHOHH+
OH-
OH-
OH-
H+ > OHH+ < OH-
H+ OH-
pH > 7
H+
OHOHH+
OH- OH- OHOHOHH+ OH- OH-
Indicatori chimici: sostanze particolari che assumono
colore diverso , caratteristico, in presenza di acidi o di basi
Il grado di acidità o basicità viene indicato con un numero (piacca pH)
che varia da 0 (massima acidità) a 14 (massima basicità)
pH = 0
pH = 7
pH = 14
Soluzione acida se pH < 7
soluzione neutra se pH = 7
soluzione basica se pH > 7
L’indicatore cambia colore (= viraggio) quando l’ambiente passa da
un valore di pH ad un altro valore
in funzione della natura dell’indicatore
tornasole
universale
Indicatori chimici : cartine impregnate di soluzioni di indicatori
tornasole, universale
metilarancio metilvioletto
fenolftaleina
universale
Indicatori chimici in soluzione:
metilarancio, metilvioletto, fenolftaleina
universale cartine
Cartina tornasole: codice rosso = pH < 7 , blu pH > 7
Indicatore universale: codice colori da pH 0 a pH 12
Indicatore universale:codice colori da pH 0 a pH 7 da pH 7 a pH 14
Interpretazione del cambiamento di colore (viraggio)
che si verifica per un indicatore in funzione del pH della soluzione
La molecola dell’indicatore esiste in equilbrio tra forma indissociata
e forma dissociata :il rapporto tra le due forme all’equilibrio risulta
caratteristico per ogni indicatore : costante di equilibrio per indicatore
IA <> I+ A-
Il colore presentato dalla forma indissociata è diverso da quello della
forma dissociata
IA <> AEsempio IA colore rosso A- colore blu
Con pH < 7 prevale forma indissociata :IA > A- rosso
con pH > 7 prevale forma dissociata :IA < A- blu
modificando il pH , anche l’equilibrio dell’indicatore cambia
e così il colore
pH < 7
Prevale forma indissociata
:rosso
pH > 7
Prevale forma dissociata :
blu
Se pH diminuisce
prevale forma
indissociata
Se pH aumenta
prevale forma
dissociata
Il colore dell’indicatore varia in funzione della variazione di pH
della soluzione: l’equilibrio tra la forma indissociata (rosso) e la
forma dissociata (blu) risente della variazione di pH prodotta aggiungendo
alla soluzione una base, un acido
IA >>> I+ A- con pH > 7 blu
IA <<< I+ A- con pH < 7 rosso
Aggiungere base
Aggiungere acido
Aggiungere base
Acido + tornasole > rosso
base + tornasole > blu
Soluzione + tornasole
Tabella del campo di azione
per diversi indicatori
e intervallo di viraggio
Valori approssimativi
per esemplificazione didattica
del concetto di indicatore
Indicatori acido-base e valori del pH per il viraggio, cambiamento di colore
In realtà il viraggio percepible dall’occhio avviene in un certo intervallo
collocato presso il punto di separazione del campo di viraggio
es. il metilarancio risulta rosso se pH < 3.2 e giallo se pH > 4.4
e l’intervallo di viraggio si trova quindi tra 3.2 e 4.4
per semplicità useremo valori di pH medi , non considerando
l’intervallo di viraggio realmente esistente
0
3.2
4.4
14
Intervallo di viraggio
Useremo come valore per il viraggio del
metilarancio pH = 4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14
metilvioletto
metilarancio
Rosso congo
Rosso metile
tornasole
Porpora
bromotimolo
Rosso fenolo
fenolftaleina
gialloalizarina
Valori di pH molto approssimati…
Intervallo di viraggio
Esempi di indicatori e campo di utilizzazione e pH per viraggio
pH=0
pH=7
pH=14
Tornasole rosso se pH<7 blu se pH >7
Metilarancio rosso se pH <4 giallo se pH >4
Metilvioletto verde se pH <2 viola se pH >2
Fenolftaleina incolore se pH <9 ciclamino se pH >9
Usando più indicatori si può determinare in maniera approssimativa
il pH di una soluzione
1-Introdurre soluzione acida , neutra (acqua), basica in tre provette
Indicatore tornasole:in soluzione
diventa colore rosso se pH <7 acido
diventa colore blu se pH > 7 basico
colore immutato se pH = 7 neutro
pH < 7 acido
pH = 7 neutro
pH > 7 basico
2-Introdurre cartine tornasole nelle tre provette e osservare il colore assunto
Universale, tornasole
HCl
NaOH
1-Introdurre soluzione acida , basica in due provette
Indicatore metilarancio:in soluzione
diventa colore rosso se pH <4 acido
diventa colore giallo se pH > 4 acido
o basico
pH < 4 acido
pH >4 acido o basico
2-Introdurre gocce di metilarancio nelle due provette
e osservare il colore assunto
metilarancio
HCl
NaOH
1-Introdurre soluzione acida , basica in due provette
Indicatore metilvioletto:in soluzione
diventa colore verde se pH <2 acido
diventa colore viola se pH > 2 acido
o basico
pH < 2 acido
pH >2 acido o basico
2-Introdurre gocce di metilvioletto nelle due provette
e osservare il colore assunto
metilvioletto
HCl
NaOH
1-Introdurre soluzione acida , basica in due provette
Indicatore fenolftaleina:in soluzione
rimane incolore se pH <9 acido o poco basico
diventa colore lillà se pH > 9 basico
pH < 9 acido o poco basico
pH >9 basico
2-Introdurre gocce di fenolftaleina nelle due provette
e osservare il colore assunto
fenolftaleina
HCl
NaOH
Indicatore universale : cartina portatrice di 10 diversi indicatori
Posta a contatto con una soluzione assume il colore in funzione
del pH presente :
da rosso intenso se pH 0, 1 a blu intenso se pH = 13-14
Possibile determinare , in modo approssimato, il pH di una
soluzione utilizzando l’indicatore universale
oppure una serie di indicatori separati
NaOH
HCl
Soluzione molto basica pH = 14
Soluzione poco acida pH = 6
NaOH
HCl
neutra
pH > 7 basica
pH < 7 acida
La cartina presenta 4 indicatori: confrontando i colore assunto dalla
cartina con il codice allegato, si deduce il pH della soluzione
pH da 0 a 7
pH da 7 a 14
metilarancio
metilvioletto
tornasole
fenolftaleina
NaOH
HCl
Serie acida e basica assume colori diversi a parità di indicatore usato
Nella stessa serie (acida o basica) indicatori diversi producono effetti diversi
Confronto effetto indicatore diverso su sostanza costante
acido o base : + metilarancio, metilvioletto,tornasole, universale
Confronto effetto indicatore costante su sostanze diverse
metilarancio, metilvioletto, universale, fenolftaleina su acido o su base
Variazione colore per stessa soluzione con indicatori diversi
Variazione colore per sostanze diverse e stesso indicatore
Serie con soluzione basica e 4 indicatori diversi
metilvioletto, metilarancio, tornasole, fenolftaleina
Serie con soluzione acida e 4 indicatori diversi
metilvioletto, metilarancio, tornasole, fenolftaleina
Verifica della variazione del colore di indicatori diversi in acido o in base
verifica della variazione del colore per stesso indicatore in acido o in base
Due sostanze diverse, HCl e NaOH con gli stessi 4 indicatori
Serie acida + 4 indicatori
Serie basica + 4 indicatori