El indicador de fenolftaleína permite a los químicos identificar visualmente si una sustancia es un ácido o una base. El cambio de color en la fenolftaleína es el resultado de la ionización y esto altera la forma de las moléculas de fenolftaleína.
¿Qué es la fenolftaleína?
La fenolftaleína (pronunciada fee-nawl-thal-een), a menudo abreviada como phph, es una ácido débil. Este compuesto ligeramente ácido es un sólido cristalino de color blanco a amarillo. Se disuelve fácilmente en alcoholes y es ligeramente soluble en agua. La fenolftaleína es una gran molécula orgánica con la fórmula química de C20H14O4.
La ionización y el indicador de fenolftaleína
La ionización ocurre cuando una molécula gana o pierde electrones, y esto le da a la molécula una carga eléctrica negativa o positiva. Las moléculas ionizadas atraen a otras moléculas con carga opuesta y repelen a las que tienen la misma carga.
La fenolftaleína es un ácido débil y es incolora en solución, aunque su ión es rosado. Si los iones de hidrógeno (H
+, como se encuentra en un ácido) se añadieron a la solución rosa, el equilibrio cambiaría y la solución sería incoloro. Adición de iones de hidróxido (OH-, como se encuentra en las bases) cambiará la fenolftaleína en su ion y convertirá la solución Rosa.Estructura de la fenolftaleína
El indicador de fenolftaleína tiene dos estructuras diferentes según se encuentre en una solución alcalina (rosa) o ácida (incolora). Ambas estructuras absorben la luz en la región ultravioleta, una región no accesible para el ojo humano. Sin embargo, la forma rosada también se absorbe en el espectro de luz visible.
La razón de la absorción de luz visible es la estructura de la forma rosada del indicador de fenolftaleína. Debido a la ionización, los electrones de la molécula están más deslocalizados que en la forma incolora. Brevemente, la deslocalización se produce cuando los electrones de una molécula no están asociados con un solo átomo y, en cambio, se distribuyen en más de un átomo.
Un aumento en la deslocalización desplaza la brecha de energía entre los orbitales moleculares. Se necesita menos energía para que un electrón haga el salto a un orbital superior. La absorción de energía se encuentra en la región verde, 553 nanómetros, del espectro de luz.
El ojo humano percibe un tono rosado en la solución. Cuanto más fuerte sea la solución alcalina, más cambia el indicador de fenolftaleína y más oscuro será el tono rosado.
El rango de pH de la fenolftaleína
La escala de pH va de 0 a 14, siendo un pH de 7 neutro. Una sustancia por debajo de pH 7 se considera ácida; por encima de pH 7 se considera básico.
La fenolftaleína es naturalmente incolora pero se vuelve rosa en soluciones alcalinas. El compuesto permanece incoloro en todo el rango de niveles de pH ácido, pero comienza a tornarse rosado a un nivel de pH de 8.2 y continúa a un magenta brillante a pH 10 y superior.
Descubrimiento, fabricación y usos de fenolftaleína
En 1871, el químico alemán Adolf von Baeyer descubrió la fenolftaleína fusionando fenol y ftálico anhídrido en presencia de ácido sulfúrico o cloruro de zinc, el proceso de fabricación que todavía se utiliza en la actualidad.
En el laboratorio de química, la fenolftaleína se usa principalmente en ácido-base titulaciones. Se añade cuidadosamente una solución de concentración conocida a una de concentración desconocida. El indicador de fenolftaleína se agrega a la concentración desconocida. Cuando la solución pasa de incolora a rosada (o viceversa), el valoración o se ha alcanzado el punto de neutralización y se puede calcular la concentración desconocida.
En el pasado, la fenolftaleína se ha utilizado como laxante. Era un componente de Ex-Lax para el alivio del estreñimiento de venta libre. Sin embargo, se prohibió su uso en los Estados Unidos en 1999 después de que las investigaciones lo mostraran como un posible carcinógeno (agente cancerígeno).