Indicador (química)

Medició del pH en un paper indicador.

Un indicador en química, és una substància, natural o sintètica, les propietats de la qual fisicoquímica canvien en funció del mig en el que es trobe, lo que permet seguir la marcha dels canvis químics que es produïxen durant les reaccions o atres processos químics, o determinar certes característiques del mig químic, com l'acidea o basicidad. Una de les utilitats més freqüents està relacionada en l'anàlisis químic, ya que s'ampren per a determinar el punt final de les valoracions volumètriques. En estos casos es trien com a indicadors substàncies que, per lo comuna, canvien el color o la fluorescència de la dissolució o, també, la naturalea del precipitat quan en la reacció de valoració s'alcança el punt d'equivalència.

En la majoria dels casos, des d'un punt de vista molecular els Indicadors són substància coloreadas en una estructura relativament complexa el color de la qual canvia segons estiguen en presència d'un mig àcit o un mig bàsic o si el mig és oxidant o reductor. La variació de color es denomina virage i el canvi es produïx per diferents causes, com a canvis en la seua estructura química (pèrdua o guany de protones o d'electrons, ...), en la seua composició (formació d'un atre compost químic) o per modificació de certes propietats físiques (adsorció sobre la superfície d'un precipitat, ...).

Tipos d'indicadors

Existixen molts indicadors en química en múltiples aplicacions, moltes d'elles relacionades els les titulacions, encara que no totes. Actualment es coneixen molts indicadors químics, útils per a la majoria dels equilibris químics implicats en els diferents tipos de valoració. Generalment, la reacció que provoca el canvi de color deu ser similar a la reacció de valoració. Alguns tipos d'indicadors d'us freqüent són:

• Indicador àcit-base. Són indicadors que canvien de color en funció del pH de la dissolució en la que es troben. Solen ser àcits o bases dèbils les formes conjugades de les quals presenten diferent coloració. Cridant HIn a la forma àcida de l'indicador i In^- a la forma conjugada, es dona l'equilibri:

$\mathrm{H}\mathrm{I}\mathrm{n}(\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{A})+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}^{-}(\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{B})+\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}$

Si en una dissolució la concentració d'H₃O⁺ és alta, l'equilibri es troba desplaçat cap a l'esquerra, per lo que s'aprecia el color de la forma àcida. Pel contrari, a pH alt (concentracions baixes d'H₃O⁺ ) l'equilibri es desplaça cap a la dreta i s'observa el color de la forma conjugada. Per a ser un bon indicador àcit-base, el canvi de pH deu produir-se en un marge estret de pH

• Indicador d'oxidació-reducció o redox. Els indicadors redox són substàncies fortament coloreadas que poden oxidarse o reduir-se a determinats potencials característics. Per a que actuen com a indicadors, el color de la forma oxidada té que ser molt diferent al de la forma reduïda. Estos indicadors poden representar-se per la semirreacción general:

$\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_{\mathrm{o}\mathrm{x}}(\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{A})+\mathrm{n}\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{I}\mathrm{n}{\phantom{A}}_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{d}}(\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{B})$

Paper indicador multifunción. 1) Alcalinidad total. 2) pH. ) Clor o bromo lliure. 4) Clor o bromo total. 5) Durea total

En freqüència, una de les formes, casi sempre la reduïda, sol ser incolora. Un eixemple típic és el blau de metileno (incoloro-blau) o la difenilamina (incoloro-violeta). Quan s'utilisen per al seguiment de valoracions redox, és molt important que el potencial de semireacción siga molt pròxim al potencial del sistema que es valora en el punt d'equivalència.

• Indicador complexométrico o indicador metalocrómico. Estos indicadors formen complexos en determinats ions metàlics. Per lo general, en estat lliure, sense complejarse, tenen un color molt diferent al que presenten quan es troben formant ions complexos. Este tipo d'indicadors sol ser d'us comú en la valoracions complexométricas en EDTA o unes atres complexonas.

$\mathrm{M}-\mathrm{I}\mathrm{n}(\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{A})+\mathrm{E}\mathrm{D}\mathrm{T}\mathrm{A}⟶\mathrm{M}-\mathrm{E}\mathrm{D}\mathrm{T}\mathrm{A}+\mathrm{I}\mathrm{n}(\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{B})$

• Indicador d'adsorció. Generalment colorants aniónicos que es adsorben fortament sobre les partícules dels precipitats, per lo que és freqüent utilisar-ho en les valoracions per precipitació (precipitometrías). Entre els indicadors que actuen d'esta forma es troba la fluoresceïna i els seus derivats, que s'utilisen en argentometría.
• Indicador de precipitació. Són substàncies poc solubles, que poden tindre colors característics i que apareixen en un moment determinat d'una reacció química. Quan s'utilisen en valoracions per precipitació, l'indicador té que formar és un atre precipitat de color clarament diferent al que forma el analito en el valorante. Este indicador requerix que siga llaugerament més soluble que el precipitat que s'està formant a lo llarc de la valoració. Un eixemple típic és l'ocupació de cromato de potassi com a indicador en les valoracions de ion clorur en nitrat d'argent. Quan la valoració està a punt de completar-se, en acabant de que els ions clorur han reaccionat, es produïx cromato d'argent, que és un precipitat de color roig-anaranjado, clarament diferenciable del color groguenc de la mescla de AgCl (blanc) i cromato de potassi, (groc).

$2\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{q})+\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}(\mathrm{a}\mathrm{q})\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4(\mathrm{s})$  

• Indicador fluorescent. Este indicador actua modificant l'intensitat o la llongitut d'ona d'emissió fluorescent en funció de determinats canvis que es produïxen a lo llarc de la reacció química. Pot utilisar-se per al seguiment de reaccions o en les valoracions de dissolució térboles o coloreadas.

Indicador universal en paper per al ranc de pH d'1 a 14

Els indicadors solen utilisar-se sols, pero també poden mesclar-se en uns atres, en la finalitat de millorar la percepció del canvi de color. Un eixemple típic és la mescla de l'indicador taronja de metilo en blava de metileno. Este segon indicador actua com a filtre del canvi de color del primer, permetent vore molt millor el virage. Un atre cas típic de mescles d'indicadors, és el denominat indicador universal, format per una mescla, en proporcions adequades, de taronja de metilo, roig de metilo, blau de bromotimol, naftolftaleína, fenolftaleina i cresolftaleína. Esta mescla mostra una série de canvis de color graduals i ben definits entre pH 3,0 i 11,5 i s'utilisa, be en líquit, be en tires de paper impregnat, per a determinar el pH de les dissolució de forma semicuantitativa.

Indicadors químics d'esterilisació

Els indicadors químics d'esterilisació estan regulats per la norma ISO 1110, la qual els classifica en números l'1 al 6.

El número de la classe d'un indicador químic i les està relacionat en l'imprecisió i l'us específic i que no és vàlit este programa per a usar.

• Classe 1: indicador de procés. Indica que el material ha passat o no pel procés d'esterilisació.
• Classe 2: reservat per a ensajos especials, per eixemple d'equipament com el Test de Bowie Dick.
• Classe 3: indica l'incompliment o no d'un sol paràmetro.
• Classe 4: indica compliment o no de dos o més paràmetros.
• Classe 5: seguix la curva de mort o no de les espores biològiques en cert grau de precisió.
• Classe 6; indica en alta precisió el compliment de tots els paràmetros vinculats a processos d'esterilisació específics, encara que els valors establits per a paràmetros no garantisen la seguritat del procés.