Indicateurs colorés Acide - Base

Les indicateurs Acide - Base (aussi connus comme indicateurs de pH ) sont des substances qui changent de couleur avec le pH. Ce sont généralement des acides ou des bases faibles, qui dans l'eau se dissocient faiblement et forment des ions.

Considérons un indicateur qui est un acide faible, de formule HIn. A l'équilibre, l'équilibre suivant est établi avec la base conjuguée:

L'acide et sa base conjuguée ont des couleurs différentes. A un pH bas, la concentration en H₃O⁺ est grande et ainsi l'équilibre évolue vers la gauche et la solution a la couleur A. A pH élevé, la concentration en H₃O⁺ est faible , la position d'équilibre évolue vers la droite et la solution prend la couleur B.

La phénolphthaléine est un exemple d'indicateur coloré qui, en solution aqueuse, établit ce type d'équilibre:


Incolore (Acide)	Rose (Base)

La phénolphthaléine est incolore , c'est un acide faible qui se dissocie dans l'eau pour former des anions de couleur rose. En milieu acide, l'équilibre est déplacé vers la gauche, et la concentration en anions est trop faible pour donner une coloration rose . Toutefois, en milieu basique, l'équilibre est déplacé vers la droite, et la concentration en anions commence à être suffisante pour observer la coloration rose .

On peut appliquer les lois des équilibres chimique à l'équilibre d'un indicateur coloré. En général l'indicateur est un acide faible:

K_ln est connue comme la constante de dissociation de l'indicateur . La couleur de l'indicateur change de la couleur A à la couleur B ou vice versa au point de virage. En ce point:

On aura ainsi :

Le pH de la solution au point de virage est appelé le pK_ln. On trouve aussi l'expression pK_A quand on représente l'indicateur par HA.

Quelques Indicateurs

A bas pH, un indicateur (acide faible ) est presque entièrement sous la forme HIn, sa couleur prédomine. Quand le pH croît, l'intensité de la couleur de HIn décroît et l'équilibre est déplacé vers la droite. En conséquence, l'intensité de la couleur de In^- croît. Un indicateur est d'autant plus efficace que son changement de couleur est franc et qu'il se fait sur un faible intervalle de pH. Pour la plupart des indicateurs colorés, la zone de virage est comprise entre pK_ln -1 et pK_ln +1 : Voir des exemples dans le tableau suivant: en glissant le curseur sur le nom de l'indicateur, vous pouvez voir le modèle moléculaire de sa forme acide.

Indicateur	Couleur		pK_ln	Zone de virage
Indicateur	Acide	Base	pK_ln	Zone de virage
Acide picrique	incolore	jaune	0.38	0.2 - 1.0
Rouge de crésol - 1^{er virage}	rouge	jaune	?	0.4 - 1.8
Bleu de thymol - 1^{er virage}	rouge	jaune	1.5	1.2 - 2.8
Hélianthine ou méthylorange	rouge	jaune	3.7	3.2 - 4.4
Rouge Congo	bleu	rouge	4.0	3.0 - 5.2
Vert de bromocrésol	jaune	bleu	4.7	3.8 - 5.4
Rouge de méthyle	jaune	rouge	5.1	4.8 - 6.0
p-Nitrophénol	incolore	jaune	7.15	5.6 - 7.6
Bleu de bromothymol	jaune	bleu	7.0	6.0 - 7.6
Rouge de phénol	jaune	rouge	7.9	6.8 - 8.4
Rouge de crésol - 2^{nd virage}	jaune	rouge	7.9	7.0 - 8.8
Bleu de thymol - 2^{nd virage}	jaune	bleu	8.9	8.0 - 9.6
Phénolphthaléine	incolore	rose	9.4	8.2 - 10.0
Thymolphtaléine	rouge	jaune	10.0	9.4 - 10.6
Jaune d'alizarine	jaune	rouge	11.0	10.0 - 12.0
2-4-6-Trinitrotoluène	incolore	orange	?	11.5 - 13.0
1,3,5-Trinitrobenzène	incolore	orange	?	12.0 - 14.0

Vous pouvez voir les zones de virage de différents indicateurs colorés en cliquant sur autres indicateurs

Un Indicateur Universel est un mélange d'indicateurs, il donne un changement graduel de couleur selon la valeur du pH. Le pH d'une solution peut être approximativement évalué quand on a versé quelques gouttes de cet indicateur dans la solution .

Les indicateurs colorés sont utilisés dans le dosage des solutions pour signaler l'équivalence dans une réaction acido-basique.

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