Scheda di lavoro relativa agli indicatori acido-base

Scheda di lavoro relativa all’esperienza sugli
INDICATORI ACIDO/BASE
OBIETTIVI: comprendere alcuni cenni di teoria degli indicatori
osservare i colori che alcuni indicatori assumono a seconda del pH
studio delle reazioni acido/base a partire dal valore sperimentale di pH
 TEORIA DEGLI INDICATORI
Gli indicatori sono sostanze inorganiche/organiche che hanno la caratteristica di assumere colorazioni diverse a
seconda del ……. della soluzione a cui vengono aggiunti. Tale proprietà è dovuta al fatto che essi si comportano da
…………. o da ………… deboli. Per esempio, se si rappresenta un indicatore con la formula generica HInd,
possiamo così scrivere il suo equilibrio di ionizzazione:
HInd(aq) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + Ind-(aq)
colore A
forma molecolare
colore B
forma ionica
Il fatto decisivo è che le due forme HInd e Ind- hanno un diverso …………….. Per esempio la forma molecolare
del blu di bromotimolo è gialla mentre lo ione Ind- è blu. In ambiente acido la reazione di equilibrio è spostata a
destra/sinistra per cui la forma determinante sarà blu/gialla; in ambiente basico la reazione sarà invece spostata a
destra/sinistra, con prevalenza della forma ………..
Il punto di passaggio da un colore all’altro, in cui le due specie si trovano nella stessa ……………………, viene
detto ……………………….…… e può essere apprezzato dall’occhio umano in un certo intervallo di pH che
dipende dalla …………………… dell’indicatore KInd. Infatti, se scriviamo la costante di acidità dell’indicatore si
ha che: K HInd 
[.....]  [.......]
, da cui ricaviamo che [H+]=………………………….
[........]
metilarancio
Quando [HInd]=[Ind-] si ha che: [H+]…….KHInd.
Moltiplicando ogni termine dell’uguaglianza per –log si ha
che: pHviraggio=pKInd dato che –log[…..]=pH e, analogamente,
-logKInd=………...
Blu di bromotimolo
Il cambio di colore dell’indicatore avviene entro un intervallo
di pH di circa due unità (pHviraggio+/- 1), dato che
……………….. ha bisogno che la concentrazione di ciascuna
forma dell’indicatore sia almeno dieci volte più grande dell’altra
fenolftaleina
perché ne venga apprezzato il colore.
Ad esempio, per il metilarancio il pH di viraggio si colloca
circa a pH 4 mentre per il blu di bromotimolo si colloca
intorno a pH 7 e per la fenolftaleina circa a pH 9.
osservare i colori che alcuni indicatori assumono a seconda del pH
MATERIALE OCCORRENTE:
 portaprovette, provette, spruzzetta, …………………………………..……………..……………………………
………………………………………………………………………………………………………………………..
REAGENTI:
soluzione acquose 0,1M di HCl, CH3COOH, NaOH, NH4OH;
indicatori: tornasole neutro (pHviraggio 6-8), metilarancio(pHviraggio 3-4,5), fenolftaleina(pHviraggio 8,3-10), indicatore
universale(pH 1-11), cartine pH all’indicatore universale(pH 1-11)
PROCEDIMENTO
………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..…………………………
……………………………………………………………………………………………..…………………………
Completa la seguente tabella registrando le colorazioni ottenute e, quindi, le indicazioni di pH:
INDICATORI
HCl
CH3COOH
H2O
NH4OH
NaOH
/SOSTANZE
(0,1M)
(0,1M)
distillata
(0,1M)
(0,1M)
Tornasole
Rosso
rosso/blu
pH 1-6
Metilarancio
rosso/arancione
Fenolftaleinina
incolore/fucsia
Indicatore universale
Cartina indicatrice
studio delle reazioni acido/base a partire dal valore sperimentale di pH
a)
la soluzione di HCl risulta avere pH=1 per cui la [H+]= 1,0·10-…..
la reazione di ionizzazione risulta pertanto:
HCl(aq) +
i
0,1M
f
0
H2O(l) →
Cl-(aq)
+
………..
H3O+(aq)
……..
b)
la soluzione di CH3COOH risulta avere pH=……. per cui la [H+]= 1,0·10-3
la reazione di ionizzazione risulta pertanto:
CH3COOH (aq) +
i
0,1M
eq
0,1-
c)
H2O(l) ↔
………
CH3COO-(aq)
…………
H3O+(aq)
+
…………
……………
la soluzione di NaOH risulta avere pH=13 per cui la [H+]= 1,0·10-…… e la [OH-]=……..
la reazione di ionizzazione risulta pertanto:
NaOH (aq)
i
0,1M
….
………….
d)
+
H2O(l) →
Na+(aq) +
OH-(aq)
1,0·10-1
………..
la soluzione di NH3 risulta avere pH=…… per cui la [H+]= 1,0·10-….. e la [OH-]=……..
la reazione di ionizzazione risulta pertanto:
NH3 (aq) +
i
0,1M
eq
0,1- ……..
H2O(l) ↔
NH4+(aq)
OH-(aq)
+
…….
………
Completa la seguente tabella con tutte le informazioni e i concetti appresi
HCl
HCl
HCl
HCl
(0,1M)
(0,01)
(0,001)
(0,0001)
NaOH
NaOH
NaOH
NaOH
(0,0001)
(0,001)
(0,01)
(0,1)
7
pH
giallo
Tornasole
Metilarancio
Fenolftaleinina
acqua
Incolore