Exposé sur les indicateurs colorés

Introduction

Un indicateur coloré est une substance dont la couleur varie selon le milieu. Cette substance peut alors se trouver sous deux formes, chaque forme ayant sa propre couleur.

Les indicateurs colorés sont sensibles :

·        Au pH du milieu (indicateurs acido-basiques)

·        Au potentiel du milieu (indicateurs rédox)

·        A la présence d’un ligand (indicateurs de complexation)

·        A la présence d’un réactif quelconque (indicateur de précipitation)

Ils ont été utilisés dès le XVIII^ème siècle tout d’abord pour les dosages acido-basiques.

I.            Généralités sur les indicateurs colorés

Les indicateurs colorés sont utilisés pour marquer une fin de dosage. Ils sont choisis d’après le dosage effectué et ne doivent pas être introduits en grande quantité afin de ne pas fausser les mesures.

Un bon indicateur coloré doit satisfaire à certaines conditions :

·        Il ne doit pas être détruit par l’une des espèces du milieu ;

·        Les deux formes doivent avoir des couleurs différentes ;

·        La coloration de l’indicateur doit être vu même à faible concentration, il doit donc posséder un coefficient d’extinction molaire élevé (environ     );

·        La réaction du dosage doit être rapide.

II.            Les indicateurs colorés acido-basiques

Un indicateur coloré acido-basique ou de pH est un couple acide faible/base faible (HIn/In^-) caractérisé par son pKa (souvent nommé pKi) et dont les formes acide et basique ont des couleurs différentes.

On trouve des indicateurs bicolores (ses deux formes ont des couleurs différentes) ou unicolores (une forme incolore et une forme colorée).

On peut écrire l’équation :

HIn + H₂O → H₃O⁺ + In^-

On peut tracer le diagramme de prédominance suivant :

 et on peux écrire pH=pKi+log([In-]/[H+])

·        Pour pH< pKi – 1, c’est la forme acide qui prédomine et qui donne sa couleur à la solution ;

·        Pour pH> pKi + 1, c’est la forme basique qui prédomine et qui donne sa couleur à la solution ;

·        Entre pKi-1 et pKi+1 , l’acide et la base coexistent et la couleur de la solution est la somme des couleurs de chaque forme : c’est la zone de virage ;

·        A pH=pKi, la couleur correspondante est appelée teinte sensible.

Pour convenir au dosage, l’indicateur coloré doit changer de couleur à l’équivalence. Il faut donc choisir un indicateur dont le pKi est proche de la valeur du pH à l’équivalence. La zone de virage doit contenir le pH équivalent.

Exemple :

Pour un dosage AF/BF on utilise le Bleu de Bromothymol (jaune-bleu);

Pour un dosage Af/BF on utilise la phénolphtaléine (transparent-rose).

Exemple d’indicateurs colorés :