Como funcionam as substâncias indicadoras ácido-base?
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado pergunta “Como funcionam as substâncias indicadoras ácido-base?”. Isso faz parte da Química de Equilíbrios Ácido-Base. Para resolver a gente vai precisar entender:
- O que é um indicador ácido-base (uma substância que muda de cor conforme o pH)
- Noções de equilíbrio químico (o conceito de reação reversível)
- Como o pH e o
se relacionam (fórmula de Henderson-Hasselbalch)
Passo 2
Primeiro, o que é um indicador ácido-base?
É basicamente um ácido fraco (ou uma base fraca) que, em sua forma protonada e em sua forma desprotonada, tem cores diferentes. A gente costuma chamar a forma protonada de e a desprotonada de
.
É basicamente um ácido fraco (ou uma base fraca) que, em sua forma protonada e em sua forma desprotonada, tem cores diferentes. A gente costuma chamar a forma protonada de
Passo 3
Esse indicador sofre um equilíbrio do tipo:
- Se tiver muito
(meio ácido), o equilíbrio é empurrado pra esquerda, predominando (cor 1). - Se tiver pouco
(meio básico), o equilíbrio vai pra direita, predominando (cor 2).
Passo 4
A teoria por trás disso é o Princípio de Le Chatelier: quando você muda a concentração de
, o equilíbrio se ajusta. Para ligar isso ao pH usamos a constante de acidez
:
Tomando logaritmo e reorganizando, chega-se à equação de Henderson-Hasselbalch:
Passo 5
Daí vem a “faixa de viragem” do indicador. Quando
, o logaritmo vale 0 e pH =
. Na prática, a cor começa a mudar alguns décimos de pH antes e depois desse valor. Normalmente a faixa é
.
Passo 6
Exemplos práticos:
- Fenolftaleína:
. Em pH < ~8,2 é incolor (forma HIn); em pH > ~10,0 fica rosa (forma In⁻). - Azul da timol: muda de amarelo (acidez) para azul (básico) em torno de
.
Resposta
As substâncias indicadoras ácido-base são ácidos ou bases fracas cujas formas protonada e desprotonada têm cores diferentes. A cor observada depende da posição do equilíbrio
e, via equação de Henderson-Hasselbalch (
), elas mudam de cor na faixa aproximada de
.