Cum se prepară indicatorul de pH verde de bromcresol

Verdele de bromocrezol, numit și 3′,3′′,5′,5′′-Tetrabromo-m-cresolsulfonftaleină, este un indicator de pH care este frecvent utilizat atât în ​​laboratoarele de chimie analitică, cât și în biologie. In laboratorul de chimie este folosit ca indicator in titrarile acido/bazice, in timp ce in laboratorul de biologie este folosit pentru demonstrarea activitatii anumitor enzime.

Acesta este unul dintre câțiva indicatori de pH de importanță practică și adesea utilizați. Din acest motiv, este important să știți cum să pregătiți corect această soluție astfel încât, atunci când este utilizată, să prezinte modificări de culoare de intensitate consistentă și, în plus, în intervalul de pH adecvat pentru multiplele sale aplicații.

Ce este un indicator de pH?

Indicatorii de pH sunt soluții de acizi sau baze slabe care au culori intense foarte diferite într-un mediu acid și în mediu alcalin. Adica sunt substante ai caror acizi sau baze conjugate au in solutie o culoare net diferita fata de baza sau acidul original respectiv, deci servesc la indicarea, vizual, a intervalului de pH al unei solutii.

interval de schimbare a culorii

Culoarea pe care o prezintă fiecare indicator într-o soluție este determinată de proporția de molecule indicator care sunt ionizate față de cele care nu sunt. Adică este determinată de gradul de ionizare. Aceasta, la rândul său, este guvernată de echilibrul acido-bazic al fiecărui indicator și de constanta sa de aciditate sau bacitate, după cum se arată mai jos:

Constanta de echilibru pentru această reacție (K _a ) determină concentrațiile tuturor speciilor aflate la echilibru după cum urmează:

• Când pH-ul soluției este egal cu pKa al indicatorului (pKa este logaritmul negativ al constantei de aciditate, Ka ₎ , atunci ambele specii, acidul și baza sa conjugată, sunt la aceeași concentrație.
• Dacă pH-ul este mai scăzut, atunci culoarea indicatorului protonat va predomina.
• Dacă pH-ul este mai mare decât pKa, atunci culoarea indicatorului ionizat va predomina.

Din acest motiv, pKa este factorul determinant pentru selectarea unui indicator de pH pentru fiecare aplicație.

Verde de bromocrezol ca indicator de pH

În cazul verdelui de bromocrezol, pKa al acestuia are o valoare de 4,7, astfel încât schimbarea culorii de la un mediu acid la un mediu bazic este într-un interval de valori ale pH-ului care merge de la 4,4 la 5,0. Acest indicator prezintă o culoare albastră intensă atunci când este ionizat, adică într-un mediu de bază . Pe de altă parte, atunci când este complet protonat, adică într-un mediu acid , prezintă o culoare galbenă .

Structura verde de bromocrezol

Verdele de bromocrezol are formula moleculară C ₂₁ H ₁₄ Br ₄ O ₅ S cu o masă molară de 698,01 g/mol. Structura sa moleculară este prezentată mai jos:

După cum puteți vedea, este un compus organic cu două grupe fenolice care se pot ioniza, acționând astfel ca un acid. Acest compus poate fi sintetizat prin bromurarea crezolului violet care are practic aceeași structură, dar fără cei 4 atomi de brom. Cu toate acestea, este obișnuit să se pregătească indicatorul din acidul liber deja sintetizat, care este un solid cristalin maro deschis. De asemenea, soluția poate fi preparată din sarea de sodiu care este mai ușor de dizolvat în apă. Acesta este, de asemenea, un solid cristalin, dar cu o culoare verde închis datorită prezenței bazei conjugate.

Indicator de pH verde de bromocrezol Utilizări

• Este folosit ca indicator acido-bazic pentru titrarile cu acizi tari si baze.
• Este folosit ca indicator acido-bazic pentru titrarile acide slabe.
• Este folosit ca indicator de pH în diferite culturi bacteriene pentru a evidenția procesele de fermentație care acidifică mediul.

Prepararea soluției de indicator verde de bromocrezol

Acum că știm ce este și la ce se folosește, vom vedea cum se prepară soluția de indicator de pH verde de bromocrezol.

Mai jos sunt prezentate două procedee diferite de preparare a acestuia, unul din acid și celălalt din sarea de sodiu. Cu toate acestea, în ambele cazuri rezultatul va fi același: 100 ml de soluție 0,05%.

Prepararea indicatorului din verde de bromocrezol pur

Pentru acest preparat veți avea nevoie de următorii reactivi:

• Verde de bromocrezol (solid cristalin maro deschis).
• Soluție de hidroxid de sodiu (NaOH) 0,1 M.
• Etanol 95% V/V.
• Apă deionizată.

De asemenea, veți avea nevoie de următoarele materiale și instrumente de laborator:

• Balanță analitică.
• Pipetă gradată de 1 ml
• Pipetă gradată de 20 ml
• balon cotat de 100 ml

Procedură

1. 50 mg (0,0500 g) de verde de bromocrezol solid se cântăresc pe o balanță analitică și se transferă în balonul cotat de 100 ml.
2. Folosind o pipetă gradată de 1,0 ml, se transferă 0,72 ml de soluție de hidroxid de sodiu 0,10 M în balonul care conține verde de bromocrezol și se agită pentru a se amesteca și a permite reacția de neutralizare. Trebuie observată o schimbare accentuată a culorii de la maro deschis la verde închis intens.
3. Folosind pipeta de 20 ml, se transferă 20 ml etanol 95% în balonul care conține amestecul și se agită până se dizolvă complet.
4. Se adaugă apă în balon până la semnul de volum de 100 ml.
5. La final, se acoperă și se agită pentru a omogeniza soluția.

Prepararea indicatorului din sarea de sodiu a verdelui de bromocrezol

Dacă se folosește sarea de sodiu în loc de verde de bromocrezol, etapa de neutralizare cu hidroxid de sodiu nu este necesară deoarece sarea este deja solubilă în apă.

În acest caz, veți avea nevoie doar de:

• Sare de sodiu verde de bromocrezol (solid cristalin verde închis).
• Etanol 95% V/V.
• Apă deionizată.

Veți avea nevoie de aceleași materiale și instrumente de laborator, cu excepția pipetei gradate de 1,0 ml.

Procedură

1. 51,6 mg (0,0516 g) de sare de sodiu verde de bromocrezol sunt cântărite pe o balanță analitică și transferate în balonul cotat de 100 ml.
2. Folosind pipeta de 20 ml, transferați 20 ml de etanol 95% în balon și agitați până când sarea este complet dizolvată. Trebuie obținută o soluție verde închis.
3. Se adaugă apă în balon până la semnul de volum de 100 ml.
4. La final, se acoperă și se agită pentru a omogeniza soluția.

test de sensibilitate

Este important să efectuați un test preliminar al indicatorului pentru a vă asigura că acesta își întoarce culoarea în intervalul adecvat de pH și că culorile sunt suficient de intense pentru a fi detectate cu ochiul liber. Pentru aceasta, se efectuează următorul test:

1. Se adaugă 0,2 ml (aproximativ 4 picături) de indicator verde de bromocrezol la 100 ml de apă degazată, deionizată într-un pahar. Rezultatul ar trebui să fie o soluție de culoare albastră.
2. Culoarea trebuie să se schimbe în galben cu adăugarea a cel mult 0,2 ml (4 picături) de acid clorhidric 0,02 M, deoarece aceasta produce o soluție cu un pH de 4,40).

Referințe

Fișa cu date de securitate verde de bromocrezol (nd). Preluat de la https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=B3835&productDescription=BROMOCRESOL+GREEN+ACS+5G&vendorId=VN00033897&countryCode=US&language=en

Sare de sodiu verde de bromocrezol – Specificațiile produsului (nd). Preluat de la https://www.sigmaaldrich.com/specification-sheets/108/559/B1256-BULK________SIAL_____.pdf

Choudhary, A. (nd). Prepararea solutiilor de indicatori. Preluat de la https://www.pharmaguideline.com/2010/09/preparation-of-indicator-solutions.html

Titrari acido-bazice. (2020, 30 octombrie). Preluat la 10 iulie 2021, de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1916