riconoscimento di presenza di acido o base in soluzione osservando il colore assunto da indicatori...
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Riconoscimento di Riconoscimento di presenza di acido o basepresenza di acido o base
in soluzionein soluzioneosservando il colore assuntoosservando il colore assuntoda indicatori chimici diversida indicatori chimici diversi
Scopo della presentazione fornitadescrivere, 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
Vengono fornite immagini animate con powerpoint , immagini riprese con digitale, brevi film ottenuti con digitale
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Buona visione e grazie per la visita
Un indicatore usato singolarmente fornisce solo informazioni sullanatura acida o basica di una soluzione: sul valore di un pH
compresotra 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 5Per avere valori più approssimimati si ricorre all’uso di più indicatorie si confrontano i risultati : vedi altro programma fornito:analisiph.
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 OH-
HCl >>> H+ Cl-
NaOH >>> Na+ OH-H20 >>> H+ 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-]
pH = 0 pH = 7 pH = 14
pOH = 14
pOH = 7 pOH = 0
Esiste una relazione tra il valore di pH e quello di pOH
Piacca pH =- log [H+]
Pioacca pOH =- log[OH-]
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
Rimane costante la somma tra pH e pOH
H2O >>> H+ + OH-
In acqua la concentrazione di H+ equivale a quella di OH –
10-7 = 10-7
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+OH-
OH-OH-
OH-
OH-
OH-
H – O – H >>> H+ OH-
In soluzione acida H+ > OH-in soluzione basica H+ < OH-
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
OH-
OH-
OH-OH-
pH = 7
pH < 7
H+
H+
H+
H+
OH-
OH-
OH-OH-
OH-
OH-OH-
OH-OH-
OH-
pH > 7
Indicatori chimici: sostanze particolari che assumonocolore diverso , caratteristico, in presenza di acidi o di
basi
Soluzione acida se pH < 7soluzione neutra se pH = 7soluzione basica se pH > 7
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 = 14pH = 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
Indicatori chimici : cartine impregnate di soluzioni di indicatori
tornasole, universale
tornasole universale
Indicatori chimici in soluzione: metilarancio, metilvioletto, fenolftaleina
universale cartine
metilarancio metilvioletto
fenolftaleina
universale
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 <> A-
Esempio IA colore rosso A- colore blu
Con pH < 7 prevale forma indissociata :IA > A- rossocon pH > 7 prevale forma dissociata :IA < A- blu
modificando il pH , anche l’equilibrio dell’indicatore cambia e così il colore
Prevale forma indissociata :rosso
Prevale forma dissociata :
blu
pH < 7 pH > 7
Se pH diminuisce
prevale formaindissociata
Se pH aumentaprevale forma
dissociata
Acido + tornasole > rossobase + tornasole > blu
Soluzione + tornasole
Aggiungere base
Aggiungere acido
Aggiungere base
Il colore dell’indicatore varia in funzione della variazione di pHdella soluzione: l’equilibrio tra la forma indissociata (rosso) e laforma dissociata (blu) risente della variazione di pH prodotta
aggiungendoalla soluzione una base, un acidoIA >>> I+ A- con pH > 7 blu
IA <<< I+ A- con pH < 7 rosso
Tabella del campo di azioneTabella del campo di azioneper diversi indicatoriper diversi indicatori
e intervallo di viraggioe intervallo di viraggio
Valori approssimativiValori approssimativiper esemplificazione didatticaper esemplificazione didattica
del concetto di indicatoredel 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 viraggioes. 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 4.4per semplicità useremo valori di pH medi , non considerando
l’intervallo di viraggio realmente esistente
3.2
4.4
Intervallo di viraggio
0 14
Useremo come valore per il viraggio del metilarancio pH = 4
00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 1100
1111
1122
1133
1144
metilviolettmetilviolettoo
metilarancimetilarancioo
Rosso Rosso congocongo
Rosso Rosso metilemetile
tornasoletornasole
Porpora Porpora
bromotimolbromotimoloo
Rosso Rosso fenolofenolo
fenolftaleinfenolftaleinaa
gialloalizarigialloalizarinana
Intervallo di viraggioValori di pH molto approssimati…
Esempi di indicatori e campo di utilizzazione e pH per viraggio
pH=0 pH=14pH=7
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
pH < 7 acido pH > 7 basicopH = 7 neutro
Indicatore tornasole:in soluzione diventa colore rosso se pH <7 acidodiventa colore blu se pH > 7 basicocolore immutato se pH = 7 neutro
1-Introdurre soluzione acida , neutra (acqua), basica in tre provette
2-Introdurre cartine tornasole nelle tre provette e osservare il colore assunto
HCl
NaOH
Universale, tornasole
pH < 4 acido pH >4 acido o basico
Indicatore metilarancio:in soluzione diventa colore rosso se pH <4 acidodiventa colore giallo se pH > 4 acido o basico
1-Introdurre soluzione acida , basica in due provette
2-Introdurre gocce di metilarancio nelle due provette e osservare il colore assunto
HCl NaOH
metilarancio
pH < 2 acido pH >2 acido o basico
Indicatore metilvioletto:in soluzione diventa colore verde se pH <2 acidodiventa colore viola se pH > 2 acido o basico
1-Introdurre soluzione acida , basica in due provette
2-Introdurre gocce di metilvioletto nelle due provette e osservare il colore assunto
HClNaOH
metilvioletto
pH < 9 acido o poco basico pH >9 basico
Indicatore fenolftaleina:in soluzione rimane incolore se pH <9 acido o poco basico
diventa colore lillà se pH > 9 basico
1-Introdurre soluzione acida , basica in due provette
2-Introdurre gocce di fenolftaleina nelle due provette e osservare il colore assunto
HCl
NaOH
fenolftaleina
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
Soluzione molto basica pH = 14
HCl
Soluzione poco acida pH = 6
La cartina presenta 4 indicatori: confrontando i colore assunto dalla
cartina con il codice allegato, si deduce il pH della soluzione
neutra
pH > 7 basicapH < 7 acida
NaOH HCl
pH da 0 a 7
pH da 7 a 14
HCl
NaOH
metilarancio metilvioletto tornasole fenolftaleina
Serie acida e basica assume colori diversi a parità di indicatore usato
Nella stessa serie (acida o basica) indicatori diversi producono effetti diversi
Serie con soluzione acida e 4 indicatori diversimetilvioletto, metilarancio, tornasole, fenolftaleina
Serie con soluzione basica e 4 indicatori diversimetilvioletto, metilarancio, tornasole, fenolftaleina
Variazione colore per stessa soluzione con indicatori diversiVariazione colore per sostanze diverse e stesso indicatore
Serie acida + 4 indicatori Serie basica + 4 indicatori
Due sostanze diverse, HCl e NaOH con gli stessi 4 indicatori