Definición, mecanismo de funcionamiento y preparación.

1. Lluvia Briseida Espinoza Morales Química Inorgánica
¿Qué es un indicador ácido base?
Los indicadores ácido-base son sustancias que cambian de color en función del pH. Son de
gran utilidad para detectar el punto de equivalencia de una neutralización. El cambio de color
se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie.
Los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que
cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora,
a una coloreada.
Un indicador químico es un ácido o base débil cuya forma disociada tiene diferente
color que la forma sin disociar, ello es debido a que están formados por sistemas
resonantes aromáticos, que pueden modificar la distribución de carga según la forma
que adopten. Esta alteración por el desplazamiento hacia una forma mas o menos
disociada, hace que la absorción energética del sistema se modifique y con ello el
color.
Algunos indicadores de pH que se pueden citar:
Azul de bromotimol (6.0 - 7.6)
Anaranjado de metilo (3.1 – 4.4)
Azul de bromofenol (3.0 – 4.6)
Amarillo de alizarina (10.1 – 12.0)
Fenolftaleína (8.0 – 9.6)
Timolftaleína (9.3 – 10.5)
Tropeolina (1.3 – 3.0)
Verde de bromocresol (3.8 – 5.4)
En la utilización de los indicadores ácido base son importantes algunas condiciones,
como lo son:
1.- El indicador utilizado debe tener un intervalo de viraje que coincida con, o comprenda al pH
del punto estequiométrico de la valoración. Si el indicador elegido se aparta demasiado de esta
condición, el punto final observado no coincidirá con el punto estequiométrico y se obtendrá un
error importante.
2.- Debe utilizarse una cantidad pequeña de indicador. Los olores de los indicadores son tan
intensos, que para 100 mL de disolución bastan dos gotas de una disolución muy diluida (0.1
%, por ejemplo) de indicador. La cantidad de reactivo necesaria para reaccionar con el
indicador debe ser despreciable frente al volumen total de reactivo necesario para alcanzar el
punto final.
3.- El primer cambio de color detectable del indicador debe ser tomado como punto final. Una
vez que la pequeña cantidad puesta de indicador haya pasado en un 90% a su segunda forma
coloreada, el color que se observa no se modifica de forma apreciable por adicion de mas
reactivo.
 Indicadores de neutralización
En una reacción volumétrica de neutralización, el punto neutro o de equivalencia no
corresponde siempre a un pH de 7, sino que puede ser menor o mayor según a la sal formada

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tienda a hidrolizarse; ese valor del pH dependerá de la concentración de la solución y de la
naturaleza de los iones del ácido y de la base. El punto de equivalencia en una neutralización
puede ser conocido por dos métodos distintos: el cual uno de ellos se basa en el uso de las
ciertas sustancias llamadas indicadores, quienes cambiarán de coloración a la solución para
conocer su pH.
Los indicadores usados en alcalimetría y acidimetría son sustancias orgánicas de carácter
ácido o base muy débil y tienen la propiedad de cambiar de coloración cuando el medio pasa
de un pH determinado a otro.
Aclarando que ninguna contradice a la otra, se presentan diversas teorías que tienen
relatividad ante la palabra estricta de indicador:
“Un indicador cambia de coloración cuando pasa del estado no disociado al estado iónico
estando supeditado este cambio a la concentración de iones hidrógeno de la solución.” - Según
Ostwald.
“El cambio de coloración de los indicadores es debido a una modificación en su constitución.”-
Según Hantzsch. “Los indicadores son sustancias que pueden existir en dos formas
tautómeras, a cada una de las cuales le corresponde un color”.
Siendo los indicadores ácidos o bases cuya constante de disociación es muy pequeña, el
equilibrio de sus iones será similar al de los ácidos y las bases débiles comunes y estarán
sujetos a los efectos del ión común y de la neutralización.
Simplificando:
[H
+
] [In-] / [HIn] = K
Los iones H+ no poseen color, en cambio los iones In- son coloridos; si la concentración de
estos últimos es muy pequeña, su color no es perceptible al ojo humano. Pero, al disminuir la
[H+], por unión con OH-, y como K no puede alterarse, deberá aumentar [In-] siendo entonces
cuando se pone de manifiesto su color.
Experimentalmente se ha logrado demostrar que el ojo humano no es capaz de percibir cambio
de la coloración de los indicadores más allá de ciertos límites; cuando la transformación del
indicador llega al 90% no es posible percibir ya variaciones de color y de las moléculas no
disociadas. Es decir, un indicador cuya valoración comience a cambiar a un pH determinado, el
final del cambio de coloración perceptible estará a un pH dos unidades más alto o más bajo
que aquél, he aquí la zona de viraje. Cuando los indicadores son coloridos en un medio e
incoloros en otro dentro de esta zona no se presentan mezclas de coloraciones, sino solo
diferentes tonalidades; esto cambia cuando el indicador tiene un color en medio ácido y otro en
medio básico produciéndose un tinte intermedio que se denomina color de transición.
Mecanismo de funcionamiento
 Detección del punto final
El punto final de una valoración se detecta mediante un cambio brusco de alguna propiedad de
la mezcla reaccionante o de alguna sustancia que se añade a dicha mezcla. Aunque el

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mecanismo de la acción de los indicadores se discute con detalle al hablar de las
determinaciones a que se aplica, se resumen en los métodos principales de indicación del
punto final que, en general consisten en una observación visual del cambio o en la medida de
alguna propiedad física del sistema.
1. MÉTODOS VISUALES.
(a) El reactivo es autoindicador: El permanganato de potasio (KMnO4) se reduce a ion
manganeso (II) (Mn
+2
) (casi) incoloro cuando se utiliza como reactivo volumétrico en
medio ácido. Cuando se completa la reacción redox, la primera gota o fracción de gota
de la disolución de permanganato que se añade comunica a la disolución un color
rosado.
(b) Indicadores ácido-base: Los indicadores ácido-base son ácidos o bases débiles,
cuyos aniones o cationes, respectivamente, tienen color diferente que las formas sin
disociar. Los indicadores son ácidos o bases más débiles que los que se valoran o
utilizan como valorantes, por tanto, dichos indicadores no reaccionan de forma
permanente con el reactivo valorante hasta que la reacción principal no es completa.
Deben escogerse en cada caso de forma que indiquen los cambios de pH en las
cercanías del punto final de la reacción de neutralización principal.
(c) Indicadores redox: Estos indicadores son sustancias intensamente coloreadas
capaces de sufrir oxidación o reducción a potenciales característicos, y deben elegirse
de manera que estos potenciales sean muy cercanos a los valores de la fem del
sistema principal, que reacciona en el punto estequiométrico, de forma que un débil
exceso de reactivo reaccione con el indicador.
(d) Formación de productos solubles de color diferente: En el método de Valhard, para
la determinación de plata (Ag), se utiliza como reactivo una disolución de tiocianato y
como indicador una sal férrica. Cuando el ion plata (Ag
+
) está completamente
precipitado en forma de AgCNS (blanco), la próxima gota de tiocianato origina un color
rojo,
Fe
+++
+ CNS
-
 Fe(CNS)
++
(disolución roja)
(e) Desaparición del color de la sustancia que se valora: En la determinación de
cobre(Cu) por valoración de la disolución cúprica amoniacal con cianuro, el punto final
se aprecia por la desaparición del color azul intenso del Cu(NH3)4
++
; el producto de la
reacción con cianuro es incoloro. La reacción es:
2Cu(NH3)4
++
+ 7CN
-
+ H2O  2Cu(CN)3
--
+ CNO
-
(f) Formación de un segundo precipitado de color diferente a partir del precipitado
principal: En el método de Mohr para la valoración del cloruro se utiliza como
indicador cromato de potasio. Cuando se completa la precipitación del cloruro de plata
(AgCl) (blanco) se forma cromato de plata con un pequeño exceso de la disolución
reactivo nitrato de plata:
CrO4
--
+ 2Ag
+
 Ag2CrO4 (precipitado rojo anaranjado)
(g) Valoración hasta la aparición de turbidez: Como en el método de Liebig para la
valoración de cianuro con ion plata:
2CN
-
+ Ag
+
 Ag(CN)2
-
Ag(CN)2
-
+ Ag
+
 2AgCN precipitado blanco
El punto final coincide con la primera turbidez que se aprecie en la mezcla.
+ 6NH3 + 2NH4
+

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(h) Terminación de la precipitación, o método del <<punto claro>>: Si se forma un
producto insoluble que se sedimenta dejando claro el líquido sobrenadante, debe
añadirse reactivo hasta que la adición de una gota no da lugar a la aparición de nueva
cantidad de precipitado o de turbidez en dicha disolución. El método es lento, pero ha
encontrado aplicación en muchos casos, como en la valoración de cloruro con plata o
en la valoración inversa.
 Cambios de estructura de los indicadores
Puede ser explicado tomando como ejemplo los siguientes casos que se refieren a los
indicadores más empleados.
Fenolftaleína.- Tiene carácter ácido muy débil; al estado no disociado es incolora y su fórmula
de constitución es la siguiente:
Cuando sobre la solución de este compuesto se hace actuar un hidróxido alcalino, se forma
una sal constituida por un ácido débil (fenolftaleína) y una base fuerte (hidróxido alcalino), al
formar la sal, el compuesto sufre un cambio en la estructura molecular, formándose el doble
enlace entre oxígeno y carbono, y la sustitución del hidrógeno por el sodio. Este ha adquirido la
estructura quinoide. Esta transformación es la causa del cambio de coloración del indicador.
Como basta solo una ligera concentración de H
+
para producir la transformación, aun los ácidos
muy débiles causan decoloración de la fenolftaleína.
Este indicador es propio para la titulación de ácidos débiles; en cambio como el amoniaco, da
lugar a sales hidrolizables como regeneración de la base y de la fenolftaleína (incolora). Este
fenómeno ocasiona que el indicador se decolore cuando aun no hay en la solución la cantidad
equivalente del ácido con el cual se titula por lo cual, los resultados analíticos serán bajos.
En general la fenolftaleína es un indicador propio para la titulación de ácidos orgánicos e
inorgánicos, así como de bases fuertes, pero no de bases débiles. Su zona de viraje está entre
pH de 8.3 y 10.
¿Cómo funciona la fenolftaleína? Al añadir dos gotas de fenolftaleína a la disolución básica
el equilibrio de disociación del indicador se desplaza hacia la derecha apareciendo un color
rojo. Supongamos que tenemos ácido acético, pues este, añadido va a reaccionar con los
grupos OH
-
procedentes de la disociación de la base y la primera gota en exceso de ácido
añadido hace que el equilibrio de disociación del indicador se desplace hacia la izquierda,
decolorándose la fenolftaleína.

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Anaranjado de metilo.- Empleado como indicador en el análisis volumétrico por neutralización.
La fórmula del ácido es la siguiente:
En soluciones diluidas o en presencia de iones OH
-
este compuesto tiene un color amarillo, o
sea el color que corresponde a la molécula disociado.
Si por la adición de un ácido aumenta la concentración de iones, la molécula restringe su
ionización y adquiere el color rojo. Este es empleado en la titulación de bases fuertes y bases
débiles así como únicamente de ácidos fuertes.
En titulaciones con soluciones 0.2 N o mas concentradas, se obtienen virajes precisos.
Preparación
Indicador Cantidad Disolvente
Rojo de Cresol 0.1 g Agua (100 mL)
Azul de timol 0.1 g Agua (100 mL)
Tropeolina 00 0.1 g Agua (100 mL)
Azul de bromo fenol (1) 0.1 g Agua (100 mL)
Anaranjado de metilo(2) 0.05 g Agua (100 mL)
Rojo Congo 0.1 g Agua (100 mL)
Rojo de metilo 0.1 g
60 mL de alcohol y diluir
con 40 mL de agua, o
bien en agua caliente
(100 mL)
Rojo de clorofenol (1) 0.1 g Agua (100 mL)
Azul de bromo – timol (1) 0.1 g Agua (100 mL)
Rojo neutro 0.1 g 80 mL de alcohol y 20 mL
de agua
Rojo de fenol (1) 0.1 g Agua (100 mL)
Rojo de cresol (1) 0.1 g Agua (100 mL)
Azul de timol (1) 0.1 g Agua (100 mL)
Fenolftaleína (3) 0.5 g 50 mL de alcohol y diluir
con 50 mL de agua
Timolftaleína (3) 0.04 g 60 mL de alcohol y diluir
con 40 mL de agua
Amarillo de alizarina 0.05 g Alcohol (100 mL)
Tropeolina 0 0.1 g Agua (100 mL)

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(1) Estos indicadores deben de ser solubilizados en la forma siguiente: 0.1 g del
indicador se pulveriza en un mortero de vidrio y se mezcla íntimamente con 2 mL
de solución 0.1 N de NaOH, después de lo cual se disuelven en 100 ml de agua.
(2) El anaranjado de metilo se encuentra bien en forma del acido o bien como la sal
de sodio. En el primer caso se disuelve 0.1g en 100 mL de agua caliente. En el
segundo caso es necesario adicionar 1.5 mL de solución 0.1 N de HCl a los 100
mL de solución.
(3) Al diluir con agua la solución alcohólica de fenolftaleína o de timolftaleína es
necesario agitar continuamente la solución para evitar que se precipite el
indicador.
BIBLIOGRAFÍA
OROZCO, Fernando. “Análisis Químico Cuantitativo” Primera Edición, 1994. Páginas
190 -201.
AYRES, Gilbert H. “Análisis Químico cuantitativo” 1981
ISBN 8421902806; páginas 267 -362.