Indicadores redox

Los indicadores redox ( indicadores redox [K 1] ) son sustancias que se utilizan para determinar el punto de equivalencia en las reacciones redox .

En la mayoría de los casos, estos indicadores son compuestos orgánicos que exhiben propiedades redox y organometálicos , en los que, al alcanzar un cierto potencial , cambia el estado de oxidación del metal . En ambos casos, los cambios en la estructura van acompañados de un cambio en el color del compuesto.

Clasificación

Según el tipo de interacción, se distinguen los indicadores:

general : cambian su color de acuerdo con el potencial e independientemente de la naturaleza de las sustancias en solución (por ejemplo, difenilamina , azul de metileno );
específico - dar una reacción solo con ciertos compuestos ( el almidón es un indicador de yodo , iones de tiocianato - para el catión Fe 3+ ).

Según el esquema de transición de color, los indicadores se dividen en:

monocromático : una forma tiene un color, la otra es incolora;
bicolor : ambas formas tienen sus propios colores.

Los indicadores utilizados deben cumplir con los requisitos de:

disolver bien en agua, ácidos y otros medios de titulación típicos ;
ser resistente a la luz, al aire, a otros componentes en solución y estable durante el almacenamiento a largo plazo;
los colores de las formas oxidada y reducida deben ser claramente diferentes;
el intervalo potencial en el que se produce la transición entre formas debe ser estrecho y corresponder a un salto en la curva de valoración ;
el color debe cambiar rápidamente y la respuesta debe ser completamente reversible, no soportar la influencia de reacciones extrañas;
el cambio de color de la solución en el punto final de la titulación debe ser claro incluso con la cantidad más pequeña de indicador agregado.

El curso de la reacción

El esquema general de la acción del indicador es la reacción inversa de la reducción de su forma oxidada:

Ind ox + n e - ⇌ Ind rojo

En ocasiones la interacción también tiene lugar con la participación de iones H + :

Ind ox + n e - + x H + ⇌ Ind rojo ; ( x puede tomar valores tanto positivos como negativos).

Esta reacción no afecta el comportamiento de los indicadores, sin embargo, provoca un consumo adicional de titrante .

En general, el potencial del indicador que participa en la interacción se describe mediante la ecuación de Nernst :

\mathrm{ E = E^0_{ox/rojo} + \frac{0,059}{n} \cdot lg\frac{[Ind_{ox}]}{[Ind_{red}]} }

, donde E 0 ox/red es el potencial estándar para un par dado de formas, que corresponde a la condición [Ind ox ]=[Ind red ]

Se cree que la transición de color se nota con un predominio diez veces mayor de una forma sobre otra. En este caso, los factores en la ecuación tomarán la forma y , que es igual a 1 y -1, respectivamente. De esta suposición se sigue la definición del intervalo de transición de color del indicador pT: $\mathrm{lg\frac{10}{1}}$ $\mathrm{ lg\frac{1}{10}}$

\mathrm{ pT = E^0_{buey/rojo} \pm \frac{0,059}{n}}

Por ejemplo, la difenilamina , que tiene un potencial estándar de 0,76 V y hace una transición con la participación de dos electrones , cambia de color en el rango de 0,76 ± 0,03 V. A valores inferiores a 0,73 V es incolora, a valores mayores a 0,79 predomina la forma violeta. En el rango de 0,73-0,79 V, el color cambia gradualmente.

Errores al usar indicadores

Al usar indicadores redox, se destacan tres errores:

químico : la ausencia de coincidencia del punto final de la titulación (el momento del cambio de color) con el punto de equivalencia real. El momento de cambio está determinado por el potencial del indicador, que puede verse influenciado por el pH del medio y la fuerza iónica de la solución, por lo tanto, por ejemplo, si el valor de pH cambia mucho durante la determinación, el momento de color el cambio puede no coincidir con el salto en la curva de titulación y causar distorsión de los resultados;
visual : la incapacidad del ojo humano para distinguir con precisión los cambios de color;
indicador : el consumo de una cantidad adicional de valorante para la interacción con el indicador.

Indicadores comunes

Indicador	color de la forma		Potencial de unión estándar , V [K 2]
Indicador	Indox _	rojo intenso	Potencial de unión estándar , V [K 2]
rojo neutro	rojo	incoloro	0.24
azul de metileno	azul	incoloro	0,53
difenilamina	Violeta	incoloro	0.76
difenilbencidina	Violeta	incoloro	0.76
Ácido difenilaminosulfónico	rojo violáceo	incoloro	0.85
ácido para -fenilantranílico	rojo violáceo	incoloro	1.08
Ferroína	azul	rojo	1.06
Tris-(2,2'-dipiridilato) de rutenio	incoloro	amarillo	1.33

Véase también

Comentarios

↑ El término redox proviene del inglés. redox : reducción - reducción y oxidación - oxidación.
↑ A [H + ] = 1 mol/l (pH = 0).

Literatura

Piskareva S.K. y otros.Química analítica . — Edición 2ª. - M. : Escuela Superior, 1994. - S. 296 -297. — ISBN 5-06-002179-3 .
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