Indicador redox

Ferroína ferrosa, un indicador redox d'us freqüent

Un indicador redox (també cridat indicador d'oxidació-reducció) és una substància química que canvia de color quan pansa de la seua forma oxidada a la seua forma reduïda.^[1] Este canvi de color es produïx a un potencial determinat, lo que permet detectar el punt final de les valoracions d'oxidació-reducció que el seu potencial teòric, en el punt d'equivalència de la reacció implicada en la valoració, siga similar al de l'indicador. Els indicadors redox poden ser d'us general, que poden ser utilisats en diferents valoracions o d'us específic, que solament responen a una espècie determinada present en el sistema redox. Un eixemple típic d'este últim, és l'almidó, que es colorea de blau en presència de yodo, encara en dissolució molt diluïdes, per lo que és un indicador àmpliament amprat en yodometrías i yodimetrías. ^[2]

Fonamente

Els indicadors redox generals solen ser composts orgànics fortament coloreados que presenten la propietat de oxidarse o reduir-se modificant el seu color, en una coloració molt distinta en la forma oxidada de la que tenen quan es troben reduïts. Els canvis de color d'estes substàncies són independents, en gran mida, de la naturalea química del analito i del titulante, depenent solament dels canvis en el potencial del sistema, els quals ocorren a mida que progressa la valoració.^[3] Per tant, es tracta de sistemes redox típics que poden presentar-se per mig de la semirreacción general de reducció:

$I n (o x) + n e^{-} \overset{- ⇀}{↽ -} I n (r e d)$

A on ox indica forma oxidada i ret, forma reduïda. Com tota semirreacción de reducció, esta reacció està caracterisada per un potencial normal de reducció. Per tant, si el sistema és reversible, el potencial del sistema indicador pot escriure's basant-se en l'equació de Nerst:

$E = E_{I n}^{0} - \frac{0, 0592}{n} \cdot L o g \frac{[I n (r e d)]}{[I n (o x)]}$

Esta equació permet determinar l'interval de potencial en que canvia de color l'indicador, puix, com en el cas dels indicadors àcit-base, es requerix que per a apreciar netament cada u dels colors, la relació entre les concentracions de la forma oxidada i reduïda siga [In(ret)] / [In(ox)] major de dèu o inferior a 0,1.^[1]^[4]

Matemàticament, esta situació pot ser expressada com que l'indicador exhibix el color de la forma reduïda quan

$\frac{[I n (r e d)]}{[I n (o x)]} \geq \frac{10}{1} \geq 10$

i exhibix el color de la forma oxidada quan

$\frac{[I n (r e d]}{[I n (o x)]} \leq \frac{1}{10} \leq 0, 1$

Substituint estos cocients en l'equació de Nernst es pot saber l'interval de potencial en el que es produirà el canvi complet de color de l'indicador:

$E = E_{I n}^{0} \pm \frac{0, 0592}{n}$

Esta equació mostra que un indicador general típic exhibix un canvi de color complet i detectable per l'ull humà quan, durant el procés de la valoració redox, el potencial del sistema canvia de I⁰_Ind + 0,0592/n a I⁰_Ind - 0,0592/n, o lo que és lo mateix, es produïx un canvi en el potencial del sistema de 0,118/n volts. ya que la majoria dels indicadors redox d'us habitual intercanvien dos electrons (n=2), l'interval de virage d'estos indicadors és de 0,059 V.^[3]^[4]

Alguns indicadors d'us freqüent

En la següent taula es mostren algunes substàncies que poden utilisar-se com a indicadors redox, junt en el seu potencial normal de reducció.

Indicador	Color (reduït)	Color (oxidado)	I⁰, V
Blava de metileno	Incoloro	Blava	0,530
Ferroina (fenantrolina ferrosa)	Rojo	Blau	1,147
Sulfonato de difenilamina	Incoloro	Púrpura	0,850
Nitroferroína (nitrofenantrolina ferrosa)	Rojo	Blau pàlit	1,250
Fenosafranina	Incoloro	Rojo	0,280
2,2'-bipiridina (complex de ferro)	Blau	Rojo	0,970
2,2'-bipiridina (complex de ruteni)	Blau pàlit	Groc	1,290
p-nitrofenilamina	Incoloro	Violeta	1,060
Difenilamina	Incoloro	Violeta	0,755
Índigo de tetrasulfonato	Incoloro	Rojo	0,360
Índigo monosulfonato	Incoloro	Blava	0,260

De tots els indicadors d'oxidació/reducció, la ferroína (o fenatrolina ferrosa) és la que més s'aproxima a la substància ideal, ya que reacciona de forma ràpida i reversible en canvis de color que són molt pronunciats i fàcils de detectar per l'ull humà. Este indicador és un complex ternario de Fe(II) en 1,10-fenantrolina, de color intensament roig. A un potencial determinat, el ferro(II) es oxida a ferro(III) formant un nou complex en la fenantrolina, este de color blau. S'han estudiat un gran número de fenantrolinas substituïdes i s'ha demostrat que algunes poden ser tan útils com la ferroína precursora.^[3]

Referències

↑ ^1,0 ^1,1 Harris, Daniel C. (1992). «Cap. 16.3 Indicadors redox», Anàlisis Químic Quantitatiu, Grup Editorial Iberoamericana. ISBN 970-625-003-4.
↑ Scholz, Fritz; Kahlert, Heike (2019). Chemical equilibria in analytical chemistry: the theory of acid-base, complex, precipitation and redox equilibria, 1st ed edició, Springer international publishing, pp. 219-221. ISBN 978-3-030-17180-3.
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler and Stanley R. Crouch. (2015). «Cap. 19E. INDICADORES DE OXIDACIÓN/REDUCCIÓN», Fonaments de química analítica, Cengage Learning. ISBN 978-607-519-937-6.
↑ ^4,0 ^4,1 Universitat de Múrcia. «EQUILIBRIOS I VOLUMETRÍAS DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN». Consultat el 2024-10-08.

Este artícul conté una traducció derivada de «Indicador redox» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[:0-1] 1,0 ^1,1 Harris, Daniel C. (1992). «Cap. 16.3 Indicadors redox», Anàlisis Químic Quantitatiu, Grup Editorial Iberoamericana. ISBN 970-625-003-4.

[:3-2] Scholz, Fritz; Kahlert, Heike (2019). Chemical equilibria in analytical chemistry: the theory of acid-base, complex, precipitation and redox equilibria, 1st ed edició, Springer international publishing, pp. 219-221. ISBN 978-3-030-17180-3.

[:1-3] 3,0 ^3,1 ^3,2 Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler and Stanley R. Crouch. (2015). «Cap. 19E. INDICADORES DE OXIDACIÓN/REDUCCIÓN», Fonaments de química analítica, Cengage Learning. ISBN 978-607-519-937-6.

[:2-4] 4,0 ^4,1 Universitat de Múrcia. «EQUILIBRIOS I VOLUMETRÍAS DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN». Consultat el 2024-10-08.

[1]

[2]

[3]

[4]