Science et technologie s1039

Les indicateurs acidobasiques et leur point de virage

Les indicateurs acido-basiques sont des substances qui changent de couleur en fonction du pH d’une solution.Les indicateurs acido-basiques possèdent une teinte dite basique et une teinte dite acide, chacune ayant une couleur différente.

Effets des acides et des bases sur certains indicateurs

Chaque indicateur prendra une couleur différente selon le milieu dans lequel on le mélange. Les images suivantes montrent les couleurs prises par les indicateurs violet de bromocrésol et rouge de phénol dans des solutions de pH 1 à 12.

Réaction de l'indicateur violet de bromocrésol en fonction du pH
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 Réaction de l'indicateur rouge de phénol en fonction du pH
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Point de virage

Le point de virage d’un indicateur représente la zone de changement de couleur entre la couleur initiale et la couleur finale d’un indicateur.

Celle-ci ne se situe pas en un point précis de l’échelle de pH, mais correspond plutôt à un intervalle de pH. Le point de virage est aussi appelé zone de virage.

Les images suivantes illustrent le point de virage des indicateurs phénolphtaléine, bleu de bromothymol et orange de méthyle.

Réaction de l'indicateur phénolphtaléine en fonction du pH
Point de virage: 8,2 - 10,0

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Réaction de l'indicateur bleu de bromothymol en fonction du pH
Point de virage: 6,0 - 7,6

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Réaction de l'indicateur orange de méthyle en fonction du pH
Point de virage: 3,0 - 4,4

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Certains indicateurs possèdent même deux points de virage. C’est le cas pour le bleu de thymol.

Réaction de l'indicateur bleu de thymol en fonction du pH
Premier point de virage: 1,2 - 2,8
Deuxième point de virage: 8,0 - 9,6
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Chaque indicateur a son propre point de virage, comme le montre le tableau suivant:

Nom de l’indicateur Point de virage Teinte acide Teinte basique
Violet de méthyle0,2 – 2,0JauneViolet
Bleu de thymol (1er virage)1,2 – 2,8RougeJaune
Jaune de méthyle2,9 – 4,0RougeJaune
Bleu de bromophénol3,0 – 4,6JauneViolet
Orange de méthyle3,0 – 4,4RougeJaune
Vert de bromocrésol3,8 – 5,4JauneBleu
Rouge de méthyle4,4 – 6,2RougeJaune
Rouge de Chlorophénol4,8 – 6,4JauneRouge
p-nitrophénol5,0 – 7,0IncoloreJaune
Violet de bromocrésol5,2 – 6,8JauneViolet
Bleu de bromothymol6,0 – 7,6JauneBleu
Rouge de phénol6,4 – 8,2JauneRouge
Tournesol-RougeBleu
Violet de m-crésol7,6 – 9,2JauneViolet
Bleu de thymol (2e virage)8,0 – 9,6JauneBleu
Phénolphtaléine8,2 – 10,0IncoloreFuchsia
Thymolphtaléine9,3 – 10,5IncoloreBleu
Jaune d’alizarine R10,1 – 11,1JauneRouge
Carmin d’indigo12,0 – 14,0BleuJaune

Mélange d’indicateurs

Si l’on souhaite déterminer le pH d’une solution inconnue, l’utilisation d’un seul indicateur n’est pas le meilleur moyen.

Si on utilise l’indicateur violet de méthyle, qui a un point de virage correspondant au pH 0,2 à 2,0, cet indicateur colorera en violet toutes les solutions ayant un pH supérieur à 2,0. Ceci ne permet pas de déterminer avec précision la valeur du pH d'une solution.

Pour créer un indicateur plus efficace, on peut faire un mélange d’indicateurs. Pour que ce mélange soit le plus précis possible, il est conseillé de choisir des indicateurs ayant des points de virage éloignés (plus de deux échelons sur l’échelle de pH) et des indicateurs qui n’ont pas les mêmes couleurs. On obtient ainsi un mélange avec plusieurs points de virage.

On fait le mélange de l’indicateur thymolphtaléine et de l’indicateur orange de méthyle, on obtient deux nouveaux points de virage. Le premier point de virage sera de 3,0 à 4,4, qui correspond au point de virage de l'orange de méthyle, et le deuxième point de virage sera de 9,3 à 10,5, qui correspond au point de virage du thymolphtaléine. Il y aura maintenant cinq couleurs différentes indiquant le pH.
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Indicateur universel

Un indicateur universel est un mélange d'indicateurs acidobasiques qui donne un changement de couleur graduel.L’indicateur universel est obtenu par le mélange de différents indicateurs acido-basiques de points de virage différents. Plusieurs points de virage sont ainsi créés. Pour chaque degré de pH, l'indicateur universel prend une couleur différente, ce qui est extrêmement pratique pour déterminer précisément le pH d’une solution inconnue.
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Indicateurs domestiques

Certains aliments peuvent servir d’indicateur acido-basique. En voici quelques-uns : pomme rouge, betterave, tomate, bleuet, jus de raisin, radis, chou rouge, oignon rouge, navet, etc.

Si l’on souhaite vérifier, par exemple, que le radis est un bon indicateur acido-basique, on peut réaliser l’expérience suivante:

  • Prélever la pelure de plusieurs radis pour recouvrir le fond d’un petit bécher et couvrir les pelures d’eau.
  • Faire bouillir pendant environ 10 minutes.
  • Filtrer à l’aide d’une passoire et conserver le filtrat (l’indicateur radis).
  • Préparer un échantillon de solutions tampons de pH 2 à 12.
  • Ajouter aux solutions tampons quelques gouttes du filtrat (l’indicateur radis).

Le radis est, en réalité, un excellent indicateur acidobasique. Il possède d’ailleurs plusieurs points de virage. Lorsque les quelques gouttes de filtrat sont ajoutés aux solutions tampons, il sera possible de distinguer plusieurs couleurs différentes.

Les vidéos
Les exercices
Les références