¿Qué sustancias se utilizan para reconocer los ácidos y las bases?

El Mundo de los Colores: Indicadores Ácido-Base y su Aplicación

La determinación del carácter ácido o básico de una sustancia es fundamental en química, con implicaciones que abarcan desde la industria alimentaria hasta la investigación médica. Si bien existen métodos instrumentales precisos como la medida de pH con un potenciómetro, la utilización de indicadores ácido-base sigue siendo una herramienta invaluable por su simplicidad y visualidad. Estos indicadores son sustancias que experimentan un cambio perceptible en su color dependiendo del pH (potencial de hidrógeno) de la solución en la que se encuentran. Este cambio cromático se debe a una alteración en su estructura molecular provocada por la interacción con los iones hidronio (H₃O⁺) en medios ácidos o los iones hidroxilo (OH⁻) en medios básicos.

No se trata simplemente de un cambio arbitrario; la variación de color de un indicador ocurre dentro de un rango de pH específico, conocido como intervalo de viraje. Este intervalo no es un punto único, sino un margen dentro del cual el cambio de color es gradual y observable. Conocer el intervalo de viraje de un indicador permite seleccionar la sustancia más adecuada para una determinada aplicación.

Algunos de los indicadores ácido-base más comunes y sus características son:

• Naranja de metilo: Este indicador presenta un color rojo en medios ácidos (pH inferior a 3.1) y amarillo en medios básicos (pH superior a 4.4). Su intervalo de viraje, por lo tanto, se encuentra entre 3.1 y 4.4, lo que lo hace útil para titulaciones en las que el punto final se sitúa dentro de este rango. Su cambio de color es bastante brusco, lo que facilita la detección del punto de equivalencia en una valoración.

• Fenolftaleína: A diferencia del naranja de metilo, la fenolftaleína es incolora en medios ácidos y adquiere un intenso color rosa o fucsia en medios básicos fuertes (pH superior a 8.2). Su intervalo de viraje se encuentra aproximadamente entre 8.2 y 10.0, resultando ideal para titulaciones con bases fuertes. Su viraje intenso y contrastado la convierte en una opción muy popular.

• Amarillo de Alizarina: Este indicador presenta una gama de colores que abarcan desde el amarillo en medios ácidos hasta el rojo-violeta en medios fuertemente alcalinos. Su intervalo de viraje se extiende a un pH alto, siendo especialmente útil en la determinación de pH en soluciones muy básicas, donde otros indicadores fallan. Su utilidad se extiende a otras aplicaciones, como la detección de aluminio.

Más allá de estos ejemplos, existen una gran variedad de indicadores ácido-base disponibles, cada uno con su propio intervalo de viraje y características específicas. Algunos son sintéticos, como los mencionados anteriormente, mientras que otros son extractos de origen natural, como el jugo de repollo morado, que cambia de color según el pH gracias a las antocianinas presentes en sus hojas. La elección del indicador adecuado depende en gran medida del pH esperado de la muestra y de la precisión requerida en la determinación. La comprensión del comportamiento de estos compuestos es crucial para realizar con éxito análisis químicos cualitativos y cuantitativos.