Universidad del Valle de México Coyoacán

INDICADORES

Titulación por medio de indicadores visuales

Clasificación de los indicadores.

Indicadores químicos o visuales.

En el caso de los indicadores químicos la propiedad que normalmente experimenta un cambio es la coloración, detectándose el punto final por el cambio de color de la disolución que se produce cuando varía el pH, potencial,... se subdividen en:

Auto-indicadores

Cuando el propio valorante o el analito actúan de indicador. El ejemplo más típico es el del permanganato.

Indicadores coloreados

Son los más utilizados; suelen incorporarse al sistema a valorar, introduciéndolos directamente en la disolución del analito, pero otras veces actúan externamente desde fuera de la disolución, extrayéndose entonces pequeñas fracciones de esta y ensayando frente al sistema indicador. Sus coloraciones deben ser intensas para percibir claramente el cambio aún cuando se añadan en muy pequeña proporción con objeto de que se consuman cantidades insignificantes de disolución valorada. Algunas veces una misma sustancia puede actuar de indicador en diversos tipos de reacciones.

Indicadores fluorescentes

Su funcionamiento es parecido al de los indicadores coloreados, aunque son menos numerosos. El final de la valoración se pone de manifiesto por la aparición, desaparición o cambio de la fluorescencia de la disolución problema sometido a la luz ultravioleta.

Indicadores de adsorción

Son sustancias que cambian de color al ser adsorbidas o desorbidas por los sistemas coloidales que se forman en el seno de la disolución problema como resultado de la reacción entre el analito y el valorante.

Indicadores fisicoquímicos.

Con frecuencia se utilizan diversos instrumentos para seguir la variación de la propiedad física a lo largo de la valoración. El método de valoración suele recibir el nombre del sistema instrumental utilizado para detectar el punto final; valoraciones potenciométricas, conductimetrías, amperometrías, espectrofotométricas, termométricas, siendo los métodos electroquímicos los más utilizados. Sin embargo los métodos físico-químicos de indicación de punto final retardan la volumetría al requerir el trazado de las curvas de valoración, con lo que suele disminuir la frecuencia de los análisis.

Frente a los indicadores químicos, los métodos instrumentales alcanzan una mayor sensibilidad, precisión, resolución y no interferencia de partículas en suspensión o de especies coloreadas. Además, se prestan a una automatización más sencilla ya que den directamente una señal fácil de manipular electrónicamente y capaz de ser digitalizada para analizarla con un ordenador.

El método de detección utilizado para cada caso particular depende de la reacción que tenga lugar y de la posible presencia de interferencias. Así para la valoración de un ácido fuerte con una base fuerte basta la fenolftaleína, pero si la disolución es coloreada puede ser preferible recurrir a la conductimetría.

Error de valoración.

La diferencia existente ente la concentración real del analito en la disolución y la hallada experimentalmente constituye el error de valoración. Este error se puede descomponer en:

  • Error químico: debido a la diferencia entre el punto final y de equivalencia.

  • Error visual: debido a la limitada capacidad ocular para comparar colores.

  • Error de indicador: debido al consuma de solución valorante por el propio indicador para que se transforme y de lugar al cambio observable.

Mientras que el error químico podrá ser por defecto o por exceso según que el indicador vire antes o después del punto de equivalencia, el error de indicador será siempre por exceso en las volumetrías directas y por defecto en las de retroceso.

Usualmente los dos últimos errores son pequeños comparados con el primero que es el que realmente prevalece. El error químico nace de la diferencia existente entre el punto de equivalencia y el punto final, divergencia que dependerá del sistema indicador utilizado y es inherente al método.

El error de valoración se puede calcular teóricamente y siempre es posible determinarlo experimentalmente. Generalmente es aditivo, es decir se suma al volumen teórico de disolución consumido en la valoración, independiente de que la cantidad de sustancia a valorar sea grande o pequeña. Por ello la mejor forma de evaluarlo es titular dos o más disoluciones de concentraciones conocidas y muy diferentes entre sí.

Con frecuencia se suele compensar el error de valoración realizando una determinación en blanco, es decir con todos los componentes menos el analito y restar el volumen consumido al obtenido en la determinación volumétrica del analito.

Para los indicadores físico-químicos no tienen sentido los errores anteriores por lo que son más exactos, pero están también sujetos a la posible respuesta defectuosa del instrumento de medida y un trazado gráfico incorrecto al detectar el punto final de la curva de valoración registrada.

Criterio de selección:

El pH requerido para la conversión de color aproximada exige una proporción: 1/10 entre las concentraciones de las formas conjugadas del indicador en equilibrio. Partiendo de la forma ácida del indicador, Partiendo de la forma básica del indicador.

Propiedades ideales:

  • Posee carácter (ácido/base) mas débil que el analito

  • Presente en concentraciones muy bajas que no interfieren con la curva de valoración

Produce cambios perceptibles y nítidos de color en el P.E.

Variables que influyen en el comportamiento

El intervalo de pH en el que el indicador exhibe un cambio de color depende de la temperatura, de la fuerza iónica del medio y de la presencia de disolventes orgánicos, y de partículas coloidales. Algunos de estos efectos, en particular los dos últimos, pueden ocasionar que el intervalo de viraje se desplace una o dos unidades de pH.

Características de un indicador:

Titulación

Característica del indicador

Ácido-base

Es un ácido o base débil que presenta diferente color en la forma protonada y disociada

Complejométrica

Se acompleja con el ión que se está analizando y presenta un color característico diferente a cuando el complejo se disocia

Precipitación

Forma precipitados coloreados con el primer exceso de titulante.

Oxidación – reducción

Ante el primer exceso de titulante se oxida, o reduce según el caso, y presenta distinta coloración en ambos

Características de selección:

  • Se debe de usar la cantidad mínima de indicador necesaria

Para producir el cambio perceptible de coloración en el P.E.

  • El indicador no altera su color significativamente hasta que

Se sobrepase el P.E.

  • Esto último suele requerir la conversión 1/10 entre las formas

Conjugadas del indicador.

Intervalo de viraje:

Expresión que permite seleccionar el indicador de viraje en zona ácida o básica de acuerdo con su pKa! Suelen ser ácidos o bases orgánicas débiles y la zona de viraje de cada indicador se sitúa aproximadamente entre una unidad de pH por debajo y una unidad por encima del valor de su pKa.

Zona de viraje= (pKa-1, pKa+1)

Indicadores ácido-base comunes

La lista de indicadores ácido-base es grande y comprende numerosos compuestos orgánicos. Se pueden conseguir indicadores casi para cualquier intervalo de pH que se desee. En la siguiente tabla se presenta una lista de los mas comunes y de sus propiedades. Obsérvese que los intervalos de viraje varían de 1.1 a 2.2 con un promedio cercano a 1.6 unidades.

 

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