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Quelle est la caractéristique principale d’un produit chimique qui le rend utile comme indicateur de pH ?
Pour répondre à cette question, nous devons d’abord nous demander en quoi consiste exactement un indicateur de pH. Tout d’abord, imaginons que nous ayons une solution d’acide chlorhydrique. L’acide chlorhydrique est un acide fort et produit des solutions qui ont des pH très bas. Cela signifie que ces solutions sont acides. Elles ont une forte concentration en H⁺. Plus la concentration en H⁺ est élevée, plus le pH est bas. De telles solutions acides sont potentiellement dangereuses. L’une des principales raisons de ce danger, c’est qu’elles ont le même aspect visuel que l’eau. L’eau est neutre et non toxique. Par contre, une solution d’acide chlorhydrique peut avoir un pH aussi bas que un ou même zéro. De telles solutions peuvent causer des brûlures chimiques graves si elles entrent en contact avec votre peau ou vous rendre aveugle si vous en recevez dans les yeux.
Évidemment, ce n’est pas une bonne idée de mettre votre main dans une solution pour savoir si elle est acide ou pas. Alors, comment savoir si une solution est acide ou basique, sans prendre de risque ? L’une des réponses réside dans les indicateurs de pH. Les indicateurs de pH sont des produits chimiques complexes. Certains sont naturels et d’autres sont synthétiques. Ils changent de couleur une fois ajoutés à une solution. En général, les indicateurs de pH prennent une couleur spécifique quand le pH est bas et une autre couleur quand le pH est élevé. Les valeurs de pH sont généralement comprises entre 0 et 14. Et différents indicateurs sont utiles pour différentes gammes de valeurs.
La phénolphthaléine, un indicateur très populaire, est incolore pour les pH compris entre 0 et 8. Lorsque le pH dépasse 8, elle commence à devenir rose. L’extrémité supérieure de l’échelle de pH, soit 12, 13 et 14, correspond aux solutions fortement basiques. Ces solutions peuvent également être dangereuses. L’ajout de phénolphthaléine à une solution vous indiquera si le pH est supérieur ou inférieur à environ 9. Si la solution devient rose, elle est basique. Si la solution est incolore, elle est plus acide.
Il existe d’autres indicateurs utiles pour différentes gammes de pH. Par exemple, le méthylorange est rouge lorsque le pH est inférieur à 3,5 et jaune lorsqu’il est supérieur. Autour de 3,5, il s’agit d’un mélange de rouge et de jaune qui semble donc orange. Le bleu de bromothymol est bleu dans les solutions basiques et jaune dans les solutions acides, et il tend vers le rouge foncé dans les solutions très acides. Le bleu de bromothymol est donc un exemple d’indicateur pouvant donner plus de deux couleurs. Bien sûr, les indicateurs de pH ne sont pas uniquement utilisés pour des raisons de sécurité. Ils sont également très utiles pour déterminer le point où une réaction est complète, soit le moment où une variation rapide du pH entraîne un changement complet de la couleur de l’indicateur. Par exemple, lors d’un titrage acido-basique.
Alors, comment pouvons-nous décrire cette caractéristique principale d’un indicateur de pH ? La caractéristique principale d’un produit chimique qui le rend utile comme indicateur de pH est son changement de couleur en fonction de la variation du pH. Il y a d’autres facteurs qui font qu’un produit chimique est un bon indicateur. L’un de ces facteurs est une faible réactivité, ce qui signifie que l’indicateur ne va pas interférer ni provoquer d’autres réactions chimiques. Il devrait donc simplement être présent et indiquer le pH.
Un autre facteur est que les indicateurs de pH doivent être solubles dans l’eau, puisque c’est ce qu’ils analysent. Par contre, beaucoup d’indicateurs de pH ne sont pas très solubles dans l’eau. Ils sont donc d’abord dissous dans l’éthanol puis mélangés avec de l’eau. Un autre facteur potentiel est le coût. Cependant, ce n’est qu’un facteur mineur, car les indicateurs sont généralement utilisés en très petite quantité, soit quelques gouttes d’une solution à 1 % ou moins. Mais malgré tous ces autres facteurs, un produit chimique sera totalement inutile comme indicateur de pH s’il ne change pas de couleur en fonction de la variation du pH. Par conséquent, il s’agit de la caractéristique principale.
