Vermello de metilo e azul de metileno: como funciona o indicador de Tashiro

O indicador mixto de Tashiro combina vermello de metilo e azul de metileno para facilitar a lectura dunha valoración ácido-base. O vermello de metilo proporciona a resposta dependente do pH; o azul de metileno modifica o contraste de cor resultante. Unha transición de verde a violeta nesta mestura non debe interpretarse como a coñecida redución do colorante azul a unha forma incolora.

A formulación importa. O nome dun frasco identifica unha familia de indicadores, pero o laboratorio segue precisando unha composición, unha transición documentada e un método que defina cando deixar de engadir valorante.

Que achega cada colorante

O vermello de metilo é un indicador ácido-base. As súas formas protonada e desprotonada teñen distinta absorción no espectro visible, polo que a variación das súas proporcións produce un cambio de cor ao cambiar o pH. Por exemplo, Sigma-Aldrich especifica unha transición de rosa a amarelo no intervalo de pH 4.2–6.2 para o seu reactivo de vermello de metilo.

Engadir un compoñente azul modifica o que percibe o ollo: o extremo avermellado parece máis violeta, mentres que o extremo amarelado combinado co azul parece verde. Isto adoita describirse como apantallamento do indicador. A distinción útil é entre o compoñente que responde á acidez e o que modifica a súa presentación visual. Mesturar os colorantes non converte o azul de metileno nun medidor universal de pH.

Compara as tres situacións antes de interpretar unha cor:

A última fila describe un experimento diferente. Na demostración da botella azul de Oxford, a glicosa en medio alcalino reduce o azul de metileno a unha forma incolora, e o osíxeno introducido restablece a cor azul. Esas condicións explican un ciclo redox, non a lectura ácido-base prevista para o indicador de Tashiro. A distinción máis ampla trátase na química redox do azul de metileno.

Unha formulación documentada e o sentido do seu cambio de cor

A ficha técnica de ITW Reagents para o produto 282430, edición 5 de outubro de 2018, especifica 100 mg de vermello de metilo e 50 mg de azul de metileno, con 10.4 mL de auga e etanol absoluto suficiente para completar 100 mL. Identifica o produto para valoracións do amoníaco e documenta unha cor vermella-violeta a pH 4.4 e verde a pH 5.8.

Isto dá lugar ao seguinte esquema específico da formulación:

pH 4.4, vermello-violeta → aumento do pH → pH 5.8, verde

pH 5.8, verde → diminución do pH → pH 4.4, vermello-violeta

A frecha describe o sentido do cambio a través do intervalo do indicador. Non prescribe ningún dos extremos do intervalo como punto de parada para todas as análises. A ficha non asigna un punto final gris exacto, polo que desta especificación non se pode extraer un pH universal para o punto gris.

Observa tamén que o verde a pH 5.8 segue correspondendo a un medio ácido en condicións acuosas habituais. Chamar ás cores simplemente «ácida» e «alcalina» pode ocultar este feito: o extremo verde é o de maior pH da transición, non unha proba de que a mostra estea por riba de pH 7.

Que mide realmente unha valoración do amoníaco

Un indicador sinala cando ler a bureta. A cantidade de analito obtense a partir do consumo medido de valorante, da súa concentración estandarizada e da estequiometría da reacción. Un verde máis intenso non cuantifica, por si só, unha maior cantidade de amoníaco.

Como exemplo concreto de método, o histórico método EPA 350.2 reproducido por NEMI destila o amoníaco e recólleo en ácido bórico, e determínao por valoración con ácido sulfúrico estandarizado. O seu indicador mixto emprega dous volumes de disolución nai de vermello de metilo ao 0.2% cun volume de disolución nai de azul de metileno ao 0.2%, ambas en etanol ao 95%. O método indica ao analista que axuste o punto final por comparación cun branco que conteña os volumes correspondentes de auga e ácido bórico.

Esta receita e a formulación comercial anterior teñen a mesma proporción en masa dos colorantes, pero distintas concentracións e composicións do disolvente. Polo tanto, unha proporción coincidente non é proba suficiente de que dous frascos sexan intercambiables. O procedemento tamén se refire ao nitróxeno amoniacal e exclúe explicitamente o nitróxeno Kjeldahl total do seu ámbito de aplicación. Compartir un indicador non converte dúas determinacións de nitróxeno no mesmo ensaio.

Emprega ese documento para comprender un procedemento analítico especificado, non para asumir que a súa edición histórica rexe un requisito actual de presentación de resultados. O método adoptado polo laboratorio debe identificar a edición aplicable e os seus controis de calidade.

O punto final e o punto de equivalencia son diferentes

A IUPAC define a valoración e o seu punto final en termos do recoñecemento da conclusión dunha reacción; o punto de equivalencia corresponde á equivalencia química exacta. O sinal visible é útil cando se produce suficientemente preto dese punto para a finalidade do método.

Supoñamos que dous analistas valoran mostras idénticas. Un detense cando a disolución coincide co branco especificado. O outro continúa ata que se observa o violeta máis saturado. O segundo analista seleccionou un punto final diferente e pode consumir valorante en exceso. Coincidir no nome da cor final non garante coincidir na cantidade medida.

Por iso, unha referencia de formación debe especificar o comparador, as condicións de observación e o criterio de persistencia que require o método. Unha imaxe en pantalla pode explicar o sentido do cambio, pero o comparador do laboratorio establece o criterio operativo.

Unha comprobación práctica antes de substituír un indicador ou investigar problemas

Emprega esta folla de comprobación cando a cor pareza incorrecta ou se propoña un frasco de substitución:

Considera un branco que non cumpra os criterios ou un cambio de cor sen explicación como motivos para investigar o reactivo e o método antes de comunicar os resultados. Engadir máis colorante ata que a mostra teña un aspecto familiar modifica as condicións de observación e pode ocultar o problema orixinal.

Para seleccionar a función axeitada do colorante nun ensaio diferente, comeza por o azul de metileno nas probas analíticas. Nas valoracións con Tashiro, mantén documentados conxuntamente a formulación dos colorantes, o punto final visual e o cálculo analítico.