Indicatore di adsorbimento: meccanismo di azione, titolazioni

Un indicatore di adsorbimento è un colorante organico che viene adsorbito o desorbito dal precipitato ottenuto al punto finale di una titolazione per precipitazione.

Tale adsorbimento/desorbimento comporta:

• cambiamenti di colore
• trasferimento di colore dalla soluzione al precipitato, e viceversa

Gli indicatori di adsorbimento più comunemente utilizzati sono la fluoresceina, scoperta da Adolf von Baeyer nel 1871, l’eosina che è la tetrabromofluoresceina, la diclorofluoresceina,  e l’alizarina.

Un indicatore di adsorbimento può essere di due tipi:

Coloranti acidi: serie della fluoresceina (ad esempio, fluoresceina ed eosina che vengono utilizzate come sale di sodio).
Coloranti basici: ad esempio, la serie della rodammina (ad esempio, la rodammina-6-G che viene applicata come sali di alogeno).

Nella scelta dell’indicatore di adsorbimento più adatto per la titolazione della precipitazione, è necessario considerare i seguenti fattori.

1. Bisogna impedire il più possibile la coagulazione e il precipitato dovrebbe separarsi idealmente in forma colloidale.
2. Se la soluzione è eccessivamente diluita, la quantità di precipitazione formata sarà scarsa e il cambiamento di colore con alcuni indicatori sarà modesto
3. Affinché l’indicatore sia prevalentemente in forma ionica, la soluzione di titolazione deve avere un pH appropriato.
4. Lo ione dell’indicatore deve avere carica opposta a quella dello ione dell’agente precipitante (ad esempio, titolante).
5. Lo ione dell’indicatore deve essere fortemente adsorbito subito dopo il punto di equivalenza, e non prima che il composto specifico sia completamente precipitato.

Titolazioni per precipitazione

Nelle titolazioni  per precipitazione si impiega come titolante un reagente che forma con la soluzione da titolare un precipitato poco solubile. Le titolazioni per precipitazione servono in genere a determinare gli alogenuri presenti in un campione
Esse possono essere realizzate secondo il metodo di Mohr, quello di Vohlard e il metodo di Fajans

Gli indicatori utilizzati in questi metodi subiscono un netto cambiamento di colore al punto di equivalenza. Tuttavia, la natura di questo cambiamento di colore, è diversa in ciascuno dei metodi citati.

Nel caso del metodo di Fajans in cui si usa un indicatore di adsorbimento la variazione di colore avviene sulla superficie del composto poco solubile formatosi nel corso della titolazione. In altre parole, al punto di equivalenza, il cambiamento di colore dell’indicatore è dovuto dal suo passaggio dalla soluzione sulla superficie del precipitato formato.

Si può verificare, sebbene più raramente, un effetto contrario noto come desorbimento.

Meccanismo dell’ indicatore di adsorbimento

Per comprendere il meccanismo con cui agisce un indicatore di adsorbimento si devono rammentare le proprietà dei sistemi colloidali. Una sospensione colloidale di cloruro di argento, in presenza di un eccesso di ioni cloruro si carica negativamente a causa della formazione del complesso (AgCl)Cl^–.

Analogamente se vi è un eccesso di ione argento si carica positivamente formando (AgCl)Ag⁺

Pertanto il cloruro di argento è dotato di carica a seconda dello ione presente in eccesso. A causa di questa carica queste specie sono in grado di attrarre ioni di segno opposto con forze di adsorbimento secondario come ad esempio in una soluzione di cloruro di potassio titolata con nitrato di argento vi sono ioni K⁺ e NO₃^–

Se nella soluzione vi sono ioni che sono più fortemente adsorbiti, gli ioni potassio e nitrato si allontanano facilmente.

Gli indicatori di adsorbimento si trovano stato ionico e sono adsorbiti preferenzialmente dalle particelle cariche nella soluzione, spostando gli ioni K⁺ e NO₃^–. In questo passaggio dalla soluzione sulla superficie di AgCl vi è un cambiamento di colore.

Proprietà

La prima condizione a cui deve soddisfare un indicatore di adsorbimento è quella di passare dalla soluzione alla superficie del precipitato con variazione di colore in prossimità del punto equivalente.

Inoltre lo ione derivante dall’indicatore deve essere adsorbito dal precipitato in una misura tale da produrre un’immediata colorazione del precipitato al punto di equivalenza.

Tuttavia, lo ione derivante dall’indicatore non deve competere con lo ione comune in soluzione per l’adsorbimento primario, poiché, se ciò accadesse, si verificherebbe un cambiamento di colore molto prima del punto di equivalenza

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