Comment choisir le bon indicateur coloré ?

Une méthode en 4 étapes : lire la courbe, déterminer $\mathrm{pH_E}$, comparer les zones de virage, puis observer le changement de couleur.

La situation expérimentale

Titrage d'un acide faible par une base forte, suivi par pH-métrie.

On titre un volume $V_A = 20{,}0\ \mathrm{mL}$ d'une solution d'acide faible $\ce{AH}$ de concentration $C_A = 5{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ ($pK_A = 6{,}0$) par une solution d'hydroxyde de sodium $\ce{(Na^+ + HO^-)}$ de concentration $C_B = 5{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$.

Équation de la réaction de titrage
$$\ce{AH_{(aq)} + HO^-_{(aq)} -> A^-_{(aq)} + H2O_{(l)}}$$

réaction totale et rapide

Le pH augmente : on part d'un milieu acide ($pH_0 \approx 3{,}7$) pour aller vers un milieu basique. La courbe présente un saut de pH autour de l'équivalence.

Déterminer le pH à l'équivalence $\mathrm{pH_E}$

Deux méthodes graphiques donnent le même point équivalent E.

Choisis une méthode pour placer le point E

Rappel. À l'équivalence, les réactifs sont mélangés dans les proportions stœchiométriques : $C_A V_A = C_B V_{BE}$.

Choisir l'indicateur coloré

Un seul critère décide — teste les quatre indicateurs.

Règle fondamentale. Un indicateur coloré acido-basique est adapté à un titrage si sa zone de virage contient le pH à l'équivalence $\mathrm{pH_E}$. La zone de virage doit se situer le plus au centre possible du saut de pH.

Clique sur un indicateur pour projeter sa zone de virage sur la courbe.

Observer le virage : incolore → rose

Titrage réel avec la phénolphtaléine. Déplace le curseur ou lance l'animation.

V versé0,0 mL

pH3,7

Couleurincolore

Volume de soude versé $V_B$ (mL)

Avant l'équivalence

L'acide $\ce{AH}$ est en excès, le milieu est acide. La phénolphtaléine est sous sa forme acide $\ce{HIn}$, qui prédomine : la solution reste incolore.

Le couple de l'indicateur : $\ce{HIn/In^-}$ avec $$\ce{HIn_{(aq)} + H2O_{(l)} <=> In^-_{(aq)} + H3O^+_{(aq)}}$$ La forme acide $\ce{HIn}$ (incolore) prédomine si $pH < 8{,}2$ ; la forme basique $\ce{In^-}$ (rose) prédomine si $pH > 10$.

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À retenir pour l'examen

Les quatre réflexes attendus en théorie comme en TP.

1. Lire la courbe

Repérer le saut de pH, puis placer E par la dérivée ou les tangentes parallèles.

2. Lire $\mathrm{pH_E}$

Projeter E sur l'axe des ordonnées : ici $\mathrm{pH_E} \approx 9{,}2$ (milieu basique, acide faible titré).

3. Comparer les zones

Ne garder que l'indicateur dont la zone de virage encadre $\mathrm{pH_E}$.

4. Justifier le virage

Phénolphtaléine : $[8{,}2 - 10]$ contient 9,2 → passage de l'incolore au rose persistant.

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