Explique a origem da regra que diz que a mudança de cor de um indicador ocorre em .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado está falando sobre indicadores químicos e quando eles mudam de cor. A matéria aqui é Química, mais especificamente sobre ácido-base e indicadores de pH. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é pKₐ (ou pK_HIn) e como os indicadores funcionam em relação ao pH.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um indicador. Um indicador é uma substância que muda de cor dependendo do pH da solução em que está. Isso acontece porque o indicador existe em duas formas: a forma ácida (HIn) e a forma básica (In⁻).

Passo 3

O pKₐ é uma medida que indica a força de um ácido, ou seja, a tendência do ácido de doar prótons (H⁺). Especificamente, para um indicador, o pK_HIn é o pH no qual as concentrações das formas HIn e In⁻ são iguais.

Passo 4

A mudança de cor ocorre quando há uma transição significativa entre a forma HIn e In⁻. Isso acontece de forma mais perceptível quando o pH está próximo ao pK_HIn. Geralmente, essa transição é eficaz em uma faixa de pH de aproximadamente uma unidade abaixo e uma unidade acima do pK_HIn.

Passo 5

Então, se o pK_HIn é, por exemplo, 7, a mudança de cor do indicador será visível entre pH 6 e pH 8. Isso ocorre porque dentro dessa faixa, a quantidade de HIn e In⁻ muda de maneira que a cor observada também muda.

Resposta

A mudança de cor de um indicador ocorre aproximadamente em pK_HIn ±1 porque dentro dessa faixa de pH, a transição entre as formas ácida e básica do indicador é significativa o suficiente para causar uma variação visível na cor.

Exercícios relacionados

A seguir, uma reação química em que são dadas as condições iniciais (quantidade de cada substância):


(a) Determine se 1,5 mol de reage para formar o produto.
(b) Neste caso, é possível que seja igual a 3? Por que sim ou por que não?
Qual sistema em cada par melhor representa espécies em equilíbrio, sob condições padrão de temperatura e pressão? Justifique cada escolha.
(a) e ou e e
(b) e ou (cristal)
© e ou e
(d) (diamante) ou (grafite)
Soluções supersaturadas são preparadas pela dissolução de mais soluto do que ela normalmente pode dissolver. Entretanto, estas soluções são inerentemente instáveis. Um pequeno cristal de acetato de cálcio, , provoca a precipitação do excesso de soluto de uma solução supersaturada de acetato de cálcio. Quando termina a precipitação do excesso de soluto, estabelece-se um equilíbrio químico. Escreva as equações químicas para esse equilíbrio e a equação química resultante.
A hemoglobina estabelece um equilíbrio com o gás oxigênio no sangue, muito rapidamente. O equilíbrio pode ser representado por
onde heme significa hemoglobina e heme significa o complexo de hemoglobina com oxigênio. O valor da constante de equilíbrio é cerca de .
Monóxido de carbono também se liga à hemoglobina por meio da seguinte reação:
Esta reação tem uma constante de equilíbrio de . Que reação está mais deslocada na direção dos produtos? Sua resposta justifica a toxidez do ?