Indicadores, Ciertos colorantes orgánicos tienen un color cuando se encuentran por encima de un pH característico y otro cuando están por debajo de ese pH (o gama de pH). El tornasol es un ejemplo muy conocido de esos colorantes. En los ácidos, por debajo de la gama de pH de: 4.5 a 8.5, es rojo. En bases, por encima de esos valores, es azul. Habitualmente se vende en tiras de papel poroso impregnadas del colorante.
A los colorantes que sirven para indicar el pH de una solución se les llama indicadores. Algunos de los más comunes, junto con los colores que les dan a las soluciones en diversos niveles de pH. Empleando dos o más de ellos en porciones de una solución, podemos determinar el pH, dentro de un límite de una a dos unidades. Por ejemplo, suponga que se encuentra que una solución permanece incolora con la fenolftaleína. En esa forma sabremos que su pH debe ser inferior a 9, y puede tener cualquier valor menor. Pero si esa misma solución toma un color azul claro con el azul de bromotimol, entonces, de acuerdo con la tabla 8.2, su pH no podrá ser inferior a 8, y el pH de la solución deberá tener un valor entre 8 y 9.
Se venden en el comercio papeles preparados especialmente que contienen varios colorantes indicadores. El color que adquieren cuando se sumergen en la solución de prueba se compara con una gama de colores y pH que aparece en el recipiente. Con esos papeles se determinan fácil y rápidamente valores de pH que se encuentran dentro de intervalos de unas cuantas décimas de unidad.
Si las soluciones que se prueban tienen una coloración fuerte o si se necesitan mediciones precisas del pH, se usan medidores comerciales de pH, que tienen electrodos fabricados especialmente para introducirlos en las soluciones que se prueban. Algunos están diseñados para trabajar en volúmenes muy pequeños. Esos medidores de pH permiten mediciones rápidas, con una exactitud de hasta una centésima de unidad de pH.
A una solución que se opone a grandes cambios de pH cuando se le adicionan iones hidrógeno o hidróxido, o cuando se diluye, se le llama solución amortiguadora.
Muchos procesos químicos y biológicos son muy sensibles a los cambios de pH en una solución y es muy importante mantener el pH tan constante como sea posible. Por lo tanto, las soluciones amortiguadoras son de considerable interés en las ciencias químicas y biológicas.
En general, una solución amortiguadora contiene un par ácido-base conjugado, como HOAC – Oac o NH 3 – NH 4. Estos componentes reaccionan con cualquier ion hidrógeno o hidróxido que entre en la solución. Por ejemplo, si el amortiguador contiene HOAc y NaOAc, cualquier ion hidrógeno que entre en la solución se consumirá por la reacción con el ion acetato:
Y cualquier ion hidróxido reaccionará con las moléculas de ácido acético:
El pH no cambia en forma apreciable porque es necesario un cambio en la proporción de ácido-base del orden de un factor de diez para cambiar el pH en una unidad: