Indicatore (chimica)

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Cartine indicatrici universali

Con il termine indicatore si intende, in chimica, un composto (o un sistema di più composti) in grado di subire modifiche facilmente osservabili - di solito il colore - in funzione dell'ambiente chimico in cui si trova (acido o basico, ossidante o riducente, ricco o povero di un dato ione, etc...).

Gli indicatori vengono generalmente impiegati in soluzione nella conduzione di titolazioni o supportati su strisce di carta per rapide valutazioni (le cosiddette "cartine indicatrici").

Il fenomeno di variazione del colore di un indicatore viene detto viraggio. L'intervallo di pH, di potenziale elettrico, o di concentrazione ionica in cui l'indicatore agisce è detto "campo di viraggio dell'indicatore". L'occhio umano recepisce una delle due forme colorate dell'indicatore quando questa è presente in rapporto almeno 10:1 sull'altra.

Esempi comuni di indicatore di pH sono le cartine al tornasole e gli indicatori universali (miscele di più indicatori, in striscia oppure liquide, in grado di coprire l'intera gamma dei possibili valori di pH delle soluzioni acquose). Anche estratti di vari vegetali e fiori contengono sostanze che possono fungere da indicatori.

Tra gli indicatori di ossido-riduzione (o "redox") il più comune è la salda d'amido iodata, che vira da incolore a blu scuro.

Tra gli indicatori ione-specifici più diffusi è da menzionare il nero eriocromo T, comunemente usato nella misura della durezza dell'acqua per via del suo viraggio da blu scuro a rosa intenso in presenza di ioni di calcio, di magnesio e di zinco.

Classificazione[modifica | modifica wikitesto]

Indicatori acido-base (o indicatori di pH)[modifica | modifica wikitesto]

Gli indicatori di pH sono composti chimici che esibiscono un cambiamento visivo - generalmente di colore - nell'intorno del punto di equivalenza fra il passaggio da una forma acida ad una forma basica. Sono indicatori che vengono generalmente impiegati in soluzione nella conduzione di titolazioni o supportati su strisce di carta, come le cartine al tornasole per rapide valutazioni (le cosiddette "cartine indicatrici").

Al di fuori del suo campo di viraggio un indicatore è di scarsa utilità per la misura del pH, poiché si deduce solo che la soluzione è acida o basica senza avere una misura quantitativa. Nel caso delle misure di pH si utilizzano combinazioni di diversi indicatori, caratterizzati da diversi campi di viraggio a formarne uno combinato molto esteso: questi indicatori prendono il nome di "indicatori universali".

Comuni indicatori di pH in soluzione acquosa
nome convenzionale colore della forma acida colore della forma basica intervallo di viraggio
violetto di metile giallo blu 0,1 - 1,5
viola basico 3 giallo verde 0,0 - 0,8
verde blu 0,8 - 1,8
blu blu-viola 1,8 - 2,6
giallo di metile rosso giallo 2,9 - 4,0
metilarancio rosso giallo 3,1 - 4,4
blu di bromofenolo giallo blu 3,0 - 4,6
verde di bromocresolo giallo blu 3,8 - 5,4
rosso metile rosso giallo 4,2 - 6,2
blu di bromotimolo giallo blu 6,0 - 7,6
rosso fenolo giallo rosso 6,4 - 8,0
rosso cresolo giallo rosso 7,2 - 8,8
1-naftolftaleina rosa verde 7,3 - 8,7
blu di timolo giallo blu 8,0 - 9,6
fenolftaleina incolore rosso cremisi 8,0 - 9,9
timolftaleina incolore blu 9,3 - 10,5
violetto di bromocresolo giallo violetto 5,2 - 6,8
trinitrotoluene incolore arancio 11,5 - 13,0

Esempi comuni di indicatori di pH sono le cartine al tornasole e gli indicatori universali (miscele di più indicatori, in striscia oppure liquide, in grado di coprire l'intera gamma dei possibili valori di pH delle soluzioni acquose).

Un indicatore chimico acido-base molto semplice, da preparare anche a casa o a scuola per uso didattico, è rappresentato da acqua di rubinetto nella quale è stato messo a macerare per una decina di minuti, a freddo, un po' di cavolo rosso tagliato fine. La soluzione ottenuta in tal modo, dal bel colore violetto, vira il colore dal rosso scuro al blu se viene messa in contatto prima con sostanze acide, come succo di limone o aceto, e poi con sostanze basiche, come comune sapone da bucato.

Indicatori di ossido-riduzione[modifica | modifica wikitesto]

Un indicatore redox o indicatore chimico di ossido-riduzione, è una sostanza che è in grado di cambiare colore sotto l'azione di uno specifico potenziale elettrochimico.

Il requisito più importante per un indicatore è la cinetica di reazione che deve portare ad un rapido cambiamento di colore. Differentemente da quanto si creda invece un indicatore redox può essere reversibile, pseudoreversibile oppure irreversibile.

Si dice

  • reversibile quando è possibile riottenere il colore iniziale facendo seguire la riduzione all'ossidazione (o viceversa) dell'indicatore. Un indicatore reversibile deve presentare entrambe le forme stabili. In alcuni casi la reversibilità può dipendere dai reagenti impiegati. Un esempio di indicatore reversibile è la ferroina.
  • pseudoreversibile quando dal ciclo di ossidazione-riduzione dell'indicatore, si ottiene un composto differente chimicamente, ma che presenta una colorazione uguale o simile all'indicatore iniziale. Un esempio è l'acido N-fenilantranilico.
  • irreversibile è un indicatore redox che dal ciclo di ossido-riduzione non fornisce lo stesso colore dell'indicatore iniziale. Un esempio ne è il nero naftile.

Composti chimici come alcuni ioni di sali inorganici colorati come ad esempio permanganato di potassio o dicromato di potassio, non sono tecnicamente classificati come indicatori redox poiché la loro ossido-riduzione cambia radicalmentele la struttura molecolare.

Altra importante classificazione è quella che vede alcuni indicatori redox cambiare il loro potenziale di transizione (il potenziale a cui cambiano colore) in funzione del pH. Si dividono pertanto in pH dipendenti e pH indipendenti. Generalmente i pH dipendenti reagiscono al potenziale di transizione coinvolgendo nel meccanismo di reazione uno o più protoni (esattamente come avviene per gli indicatori di pH).

Indicatori redox pH indipendenti[modifica | modifica wikitesto]

Indicatore E0, V Colore della forma ossidata Colore della forma ridotta
2,2'-bipiridina (complesso con Ru) +1.33 V incolore giallo
nitrofenantrolina (complesso con Fe) +1.25 V ciano rosso
acido N-fenilantranilico +1.08 V violetto-rosso incolore
1,10-fenantrolina (complesso con Fe) +1.06 V ciano rosso
N-etossicrisoidina +1.00 V rosso giallo
2,2`-bipiridina (complesso con Fe) +0.97 V ciano rosso
5,6-dimetilfenantrolina (complesso con Fe) +0.97 V giallo-verde rosso
o-dianisidina +0.85 V rosso incolore
difenilamminsolfonato di sodio +0.84 V rosso-violetto incolore
difenilbenzidina +0.76 V violetto incolore
difenilammina +0.76 V violetto incolore
viologeno -0.43 V incolore blu

Indicatori redox pH dipendenti[modifica | modifica wikitesto]

Indicatore E0, V

a pH=0

E0, V

a pH=7

Colore della forma ossidata Colore della forma ridotta
2,6-dibromofenolo-indofenolo +0.64 V +0.22 V blu incolore
o-cresolo-indofenolo +0.62 V +0.19 V blu incolore
tionina (o "violetto di Lauth") +0.56 V +0.06 V violetto incolore
blu di metilene +0.53 V +0.01 V blu incolore
acido indigotetrasolfonico +0.37 V -0.05 V blu incolore
acido indigotrisolfonico +0.33 V -0.08 V blu incolore
indaco carminio

(acido indigosolfonico)

+0.29 V -0.13 V blu giallo
acido indigomonosolfonico +0.26 V -0.16 V blu incolore
fenosafranina +0.28 V -0.25 V rosso incolore
safranina T +0.24 V -0.29 V rosso-violetto incolore
Rosso Basico 5 +0.24 V -0.33 V rosso incolore

Indicatori complessometrici[modifica | modifica wikitesto]

Gli indicatori complessometrici principalmente utilizzati nell'analisi complessometrica con EDTA sono:

Indicatore pKa Ioni titolabili Viraggio
calcone In3- (13); HIn2- (10); H2In- (7) Mg2+, Ca2+, Pb2+ rosa/blu chiaro
NET HIn2- (11,6); H2In- (6,3) Mg2+, Mn2+, Pb2+, Zn2+ rosso/blu

viola/blu

muresside H3In2- (10,9); H4In- (9) Ca2+, Cd2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ arancio/violetto

giallo-arancio/violetto

acido solfosalicilico HIn- (11,7); H2In (2,7) Fe3+ rosso/giallo
acido calconcabossilico Ca2+ rosso/blu

Indicatori di precipitazione[modifica | modifica wikitesto]

Gli indicatori maggiormente usati nelle titolazioni di precipitazione argentometria sono strettamente legati alla tecnica di analisi effettuata:

  • Il metodo di Mohr: utilizza come indicatore il cromato di potassio K2CrO4, questo dopo la precipitazione dell'alogenuro in esame forma un precipitato rosso mattone con l'argento di Ag2CrO4 che identifica il punto di quivalenza.
  • Il metodo di Volhard: in questa tecnica l'indicatore è il conmplesso rosso di [FeSCN]2+ che si forma dopo la retrotitolazione dell'argento in eccesso con SCN- in presenza di Fe3+.
  • Il metodo di Fajans: utilizza un indicatore di adsorbimento, la fluoresceina o diclorofluoresceina, il cui colore cambia quando viene adsorbita sui cristalli di cloruro d'argento che vengono a formarsi durante la titolazione.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • IUPAC - Compedium of Analytical Nomenclature, III ed., 1997
  • Pure & Appl. Chem., Vol. 50, pp. 463-498. REDOX INDICATORS. CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

chimica Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia