| Indicateur | Zone de virage | Couleur acide | Couleur basique | Usage typique |
|---|---|---|---|---|
| Hélianthine | 3.1 - 4.4 | Rouge | Jaune | Acide fort - Base faible |
| Bleu de bromothymol | 6.0 - 7.6 | Jaune | Bleu | Acide fort - Base forte |
| Phénolphtaléine | 8.2 - 10.0 | Incolore | Rose | Acide faible - Base forte |
Indicateur coloré : Espèce chimique qui change de couleur en fonction du pH. La zone de virage correspond à la plage de pH où l'indicateur change de couleur.
- Déterminer le pH à l'équivalence
- Identifier la zone de virage de l'indicateur
- Vérifier que le pH équivalent est inclus dans la zone de virage
- Choisir l'indicateur le plus approprié
Acide fort (HCl) + Base forte (NaOH)
Pour un titrage acide fort/base forte : pH_equivalent = 7.0
Hélianthine : zone de virage 3.1-4.4 (trop acide)
Bleu de bromothymol : zone de virage 6.0-7.6 (contient pH = 7.0)
Phénolphtaléine : zone de virage 8.2-10.0 (trop basique)
Le bleu de bromothymol est le plus adapté car sa zone de virage contient le pH équivalent
Pour le titrage HCl/NaOH, l'indicateur approprié est le bleu de bromothymol (zone de virage 6.0-7.6) car il contient le pH équivalent de 7.0.
• Condition de choix : Le pH équivalent doit être dans la zone de virage de l'indicateur
• pH équivalent : 7.0 pour acide fort/base forte
• Précision : L'indicateur doit changer de couleur au voisinage du point équivalent
pH à l'équivalence : Valeur du pH lorsque les réactifs sont dans les proportions stoechiométriques. Elle dépend de la nature des réactifs.
Acide faible (CH₃COOH) + Base forte (NaOH)
À l'équivalence, on a formé le sel CH₃COONa
La solution contient l'anion CH₃COO⁻ (base conjuguée de l'acide faible)
Pour un acide faible + base forte : pH > 7
pH ≈ 8.7 pour ce couple (calculé à partir de la constante de basicité de CH₃COO⁻)
On recherche un indicateur avec une zone de virage basique
Phénolphtaléine (8.2-10.0) est appropriée
Pour le titrage CH₃COOH/NaOH, le pH à l'équivalence est environ 8.7, donc l'indicateur approprié est la phénolphtaléine.
• Acide faible + base forte : pH > 7 à l'équivalence
• Base faible + acide fort : pH < 7 à l'équivalence
• Calcul approximatif : pH = (pK_a + 14)/2 pour acide faible + base forte
Justification du choix : L'indicateur doit avoir une zone de virage qui englobe le pH équivalent pour assurer une détection précise du point équivalent.
Base faible (NH₃) + Acide fort (HCl)
À l'équivalence, on a formé le sel NH₄Cl
La solution contient NH₄⁺ (acide conjugué de la base faible)
pH < 7 (environ 5.2)
Hélianthine : zone de virage 3.1-4.4 (contient pH ≈ 5.2)
Bleu de bromothymol : zone de virage 6.0-7.6 (trop basique)
Phénolphtaléine : zone de virage 8.2-10.0 (trop basique)
L'hélianthine est le seul indicateur dont la zone de virage contient le pH équivalent
Pour le titrage NH₃/HCl, le pH à l'équivalence est environ 5.2, donc l'hélianthine (zone de virage 3.1-4.4) est l'indicateur approprié.
• Condition de validité : pH_equivalent ∈ [pK_a - 1, pK_a + 1] pour l'indicateur
• Compatibilité : La zone de virage doit contenir le pH équivalent
• Précision : Plus la zone de virage est étroite, plus la détection est précise
Zone de virage : Intervalle de pH dans lequel un indicateur coloré change de couleur. Elle est caractérisée par un pK_a ± 1 unité de pH.
La zone de virage est définie par : pK_a - 1 ≤ pH ≤ pK_a + 1
Pour le bleu de bromothymol (pK_a = 7.0) :
Zone de virage : 7.0 - 1 = 6.0 à 7.0 + 1 = 8.0
Soit environ 6.0 - 7.6
pH < 6.0 : forme acide (jaune)
6.0 < pH < 7.6 : mélange des deux formes (vert)
pH > 7.6 : forme basique (bleu)
Cet indicateur est idéal pour les titrages où le pH équivalent est proche de 7
La zone de virage du bleu de bromothymol est de 6.0 à 7.6, ce qui correspond à son pK_a de 7.0 ± 1.
• Définition : Zone de virage = pK_a ± 1
• Transition : Changement progressif de couleur dans la zone de virage
• Choix : L'indicateur doit avoir une zone de virage adaptée au pH équivalent
Comparaison : Évaluation des différents indicateurs possibles pour un même titrage en fonction de leur zone de virage par rapport au pH équivalent.
Acide fort (HNO₃) + Base forte (KOH)
pH équivalent = 7.0
Hélianthine : 3.1-4.4 → ne convient pas (trop acide)
Bleu de bromothymol : 6.0-7.6 → convient (contient 7.0)
Phénolphtaléine : 8.2-10.0 → ne convient pas (trop basique)
Phénolphtaléine : changement de couleur après l'équivalence (trop basique)
Bleu de bromothymol : changement de couleur au moment de l'équivalence
Hélianthine : changement de couleur avant l'équivalence (trop acide)
Le bleu de bromothymol est le plus approprié car sa zone de virage contient le pH équivalent
Pour le titrage HNO₃/KOH (pH équivalent = 7.0), seul le bleu de bromothymol (zone de virage 6.0-7.6) est approprié.
• Sélection : Parmi plusieurs indicateurs, choisir celui dont la zone de virage contient le pH équivalent
• Précision : L'indicateur doit changer de couleur au moment de l'équivalence
• Évaluation : Comparer les zones de virage avec le pH équivalent du titrage
- Type de titrage : Acide fort/base forte, acide faible/base forte, etc.
- pH équivalent : Calculer ou déterminer le pH à l'équivalence
- Indicateurs disponibles : Lister les zones de virage possibles
- Compatibilité : Vérifier que le pH équivalent est dans la zone de virage
- Choix optimal : Sélectionner l'indicateur le plus adapté
- Vérification : S'assurer que le virage est net et visible
- Acide fort + Base forte : pH équivalent = 7 → Bleu de bromothymol
- Acide faible + Base forte : pH équivalent > 7 → Phénolphtaléine
- Base faible + Acide fort : pH équivalent < 7 → Hélianthine
- Acide faible + Base faible : Zone de virage difficile à déterminer
