Determinação da concentração de íons [H+] com indicadores

Introdução

O Potencial Hidrogeniônico (pH) consiste num índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer. As substâncias, em geral, podem ser caracterizadas pelo seu valor de pH, sendo este, determinado pela concentração de íons de hidrogênio [H+]. Quanto menor o pH de uma substância, maior a concentração de íons [H+] e menor a concentração de íons [OH-]. O pH é o logaritmo do inverso da concentração de H+ , enquanto o pOH é o logaritmo do inverso da concentração de OH- .
Os valores de pH variam de 0 a 14, onde, quando o pH é menor que 7, a solução é ácida, e quando pH é maior que 7, a solução é básica. O pH pode ser medido através do uso de indicadores, substâncias que revelam a presença de íons hidrogênio livres em uma solução, mudando de cor em função da concentração de H+ e de OH- de uma solução, ou seja, do pH. Os indicadores apresentam uma determinada cor na forma ácida (HInd) e outra cor na forma de base conjugada (Ind-). A mudança de cor, resultante da conversão entre a forma ácida e a forma básica, ocorre devido à alteração da estrutura molecular do indicador, que é provocada pela entrada ou saída do próton (H+). Consequentemente, a modificação da estrutura do indicador faz com que a luz seja absorvida em diferentes comprimentos de onda, gerando cores distintas para cada uma das formas.
Temos como exemplos os seguintes indicadores:
a) Alaranjado de metila apresenta intervalo de pH entre 2,1 (laranja) - 4,4 (amarelo).
b) Carmim Índigo apresenta intervalo de pH entre 11,4 (azul) - 13,0 (amarelo).
c) Amarelo de Alizarina apresenta intervalo de pH entre 10,1 (amarelo) -12,0 (vermelho).
d) Alaranjado IV apresenta intervalo de pH entre 1.4 (vermelho) - 2.8 (amarelo).
Devido à variedade de concentração dos íons do experimento, as cores se alteram de acordo com a concentração, algumas assumindo tons escuros e outras, mais claros.
A constante de dissociação ácida é outro fator importante nesta prática, e é definida por