Indicatori metallocromici: caratteristiche

Gli indicatori metallocromici utilizzati nelle titolazioni complessometriche sono composti organici che formano complessi stabili con alcuni ioni metallici e presentano un caratteristico cambiamento di colore quando complessati con ioni metallici.

Gli indicatori metallocromici svolgono un ruolo fondamentale nella chimica analitica, fornendo uno strumento prezioso a ricercatori e analisti per rilevare e quantificare gli ioni metallici in vari campioni.

Vari settori, tra cui quello alimentare e delle bevande, quello dei cosmetici e quello dell’elettronica, utilizzano indicatori metallocromici per scopi di controllo qualità. Questi indicatori facilitano il rilevamento di contaminanti metallici o il monitoraggio delle concentrazioni di metalli nelle materie prime e nei prodotti finiti, garantendo la conformità alle normative e agli standard del settore.

Gli indicatori metallocromici sono ampiamente utilizzati nel monitoraggio ambientale per rilevare e quantificare gli ioni di metalli pesanti nei campioni di acqua, suolo e aria. Contaminanti come mercurio, piombo e cadmio rappresentano una minaccia significativa per gli ecosistemi e la salute umana.

Gli indicatori metallocromici trovano applicazioni nella ricerca biomedica, in particolare nello studio del trasporto e della distribuzione degli ioni metallici nei sistemi biologici. Aiutano a comprendere il ruolo degli ioni metallici nei processi biologici e possono essere utilizzati per sviluppare strumenti diagnostici per malattie legate agli squilibri degli ioni metallici.

Caratteristiche degli indicatori metallocromici

Gli indicatori metallocromici devono pertanto avere i seguenti requisiti:

  • formare complessi con l’analita
  • avere una costante di formazione minore con l’analita rispetto a quella tra analita e titolante
  • avere una differente colorazione quando sono presenti nella forma libera e nella loro forma complessata
  • presentare selettività

È necessario inoltre che la reazione di complessazione tra indicatore e analita deve essere rapidamente reversibile.

Poiché gli indicatori metallocromici sono sostanze con caratteristiche acido-base la loro dissociazione è influenzata dal pH ed è quindi necessario operare in un intervallo di pH opportuno.

In tabella sono riportati alcuni indicatori metallocromici, la loro variazione di colore, l’intervallo di pH e gli ioni metallici rilevati

Indicatori Variazione di colore Intervallo di pH Ioni metallici rilevati
Nero eriocromo T Rosso-blu 6-7 Ca, Ba, Mg, Zn, Cd, Mn, Pb, Hg
Muresside Violetto-blu 12 Ca, Cu, Co
Arancio xilenolo Rosso-giallo 5-6 Cd, Hg
Violetto catecolo Violetto-rosso 8-10 Mn, Mg, Fe, Co, Pb
Alizarina Rosso-giallo 4.3 Pb, Zn, Co, Mg, Cu
Arancio xilenolo Rosso-giallo 1-3 Bi, Th
Arancio xilenolo Rosso-giallo 4-5 Pb, Zn

 

Determinazione del punto finale

Prima che inizi la titolazione alla soluzione contenente l’analita è aggiunta qualche goccia di indicatore che si complessa alcuni degli ioni metallici assumendo una data colorazione.

Nel corso della titolazione il titolante si lega agli ioni metallici presenti in soluzione fino al raggiungimento del punto finale in cui compete con l’indicatore portando l’indicatore dalla sua forma complessata alla sua forma libera con conseguente variazione di colore.

Titolazioni con EDTA

Gli indicatori più comuni nelle titolazioni complessometriche sono i coloranti organici
che funzionano formando un complesso colorato con lo ione metallico
titolato. Durante la reazione, l’EDTA sostituisce l’indicatore per formarne uno ulteriore
complesso stabile con il metallo e quando la reazione è completata il cambiamento
perché il colore è osservato.

Gli indicatori usati nelle titolazioni con EDTA per la determinazione della durezza di un acqua sono Nero eriocromo T e muresside. Nelle titolazioni del rame si usa l’ematossilina. L’arancio di xilenolo è un reagente organico, più comunemente usato come sale tetrasodico come indicatore per le titolazioni dei metalli . Se utilizzato per titolazioni di metalli , apparirà rosso nel titolando e diventerà giallo una volta raggiunto il suo punto finale.

La pirocateolftaleina è stata utilizzata come indicatore metallocromico per le titolazioni complessometriche dirette di numerosi ioni metallici con EDTA, sia in ambiente acido che alcalino. Rispetto al viola di pirocatechina, questo colorante fornisce punti finali più netti quando le titolazioni vengono eseguite a pH elevato.

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