Si nous connaissons la valeur du pH, nous pouvons établir la réaction d'une solution donnée. Une grande majorité des processus chimiques sont effectués dans un environnement aquatique. Les composés consécutifs changent leur valeur de pH lorsqu'ils se décomposent en ions. Pour déterminer cette valeur, nous utilisons généralement des pH-mètres, mais dans la pratique, les indicateurs acido-basiques continuent de jouer un grand rôle. Ils nous permettent de déterminer la réaction de la solution par inspection visuelle. Alors apprenons-en plus à leur sujet.
Définition du pH
Comme l’indique la définition, le pH est un logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène . Dans ce cas, nous calculons cette valeur en utilisant quelque chose qui s’appelle la concentration molaire. Tous les composés chimiques peuvent être classés en fonction du pH en ceux à réaction acide, basique ou inerte (ainsi, la réaction est déterminée par la concentration des ions hydrogène). C’est pourquoi le pH est souvent considéré comme une mesure de l’acidité d’une solution. Pourquoi avons-nous besoin de la valeur du pH ?
- Spécification de la réaction d’une solution
- Prédire la possibilité d’une réaction chimique
- Assurer des conditions appropriées pour certaines entreprises
- Ajuster des procédés spécifiques dans le mais de traiter les eaux usées industrielles
- Sélection d’agents de nettoyage efficaces pour le type de contamination
La valeur du pH est intrinsèquement liée au terme échelle de pH . L’échelle va de 0 à 14. C’est un outil très utile pour organiser les solutions en fonction de leur réaction chimique. L’échelle de pH est une échelle logarithmique négative. Il suppose que les solutions dont le pH est :
- inférieur à 7 (<7) sont acides (caractéristique des solutions acides),
- égal à 7 sont inertes,
- supérieur à 7 (>7) sont basiques (caractéristique des solutions basiques).
Le pH des solutions extrêmement concentrées peut descendre en dessous de 0 ou au-dessus de 14, en d’autres termes, hors de l’échelle de pH.
Indicateurs acido-basiques
Les indicateurs de pH sont des substances recommandées qui prennent une certaine couleur en fonction de l’environnement. Leur trait caractéristique est que leur couleur est constante dans une solution ayant une réaction déterminée ; par exemple, le méthyl orange est rouge dans une solution très acide. Dans les laboratoires, on voit le plus souvent des indicateurs qui sont des acides ou des bases organiques faibles (indicateurs acido-basiques). La variabilité de leur couleur en fonction de la réaction est due au fait que les solutions établissent également l’équilibre entre la forme non dissociée (couleur A) et la forme dissociée (couleur B) du composé. En fonction du côté vers lequel l’équilibre chimique est déplacé (c’est-à-dire en fonction de la teneur en ions hydrogène), une forme particulière de prévaut, ayant une couleur spécifique. Indicateurs de pH les plus populaires :
- Phénolphtaléine – l’indicateur le plus couramment utilisé dans les laboratoires de chimie. Il est appliqué sous la forme d’une solution à 1%. Il est incolore dans les solutions neutres, alors qu’en milieu basique il prend une couleur framboise caractéristique.
- Méthyl orange – il est utilisé pour détecter les acides, car en leur présence il prend une couleur rouge intense (pH < 3,2) ou jaune (pH > 4,4). Il appartient au groupe des colorants dits azoïques. Il est utilisé sous forme de solution aqueuse.
- Vert de bromocrésol – appliqué dans la plupart des analyses de composés organiques. C’est un solide de couleur blanche à crème. Il est jaune dans les solutions acides et vire au bleu lorsqu’il est affecté par une base.
- Rouge de méthyle – un colorant azoïque. Il change de couleur du rouge foncé au jaune dans la plage de pH de 4,2 à 6,3. Il est principalement utilisé dans le titrage acido-basique.
- Bleu de bromothymol – un dérivé du bleu de thymol. Le changement de couleur de cet indicateur de pH va du jaune (réaction acide) au vert (réaction neutre) en passant par le bleu foncé (réaction basique).
Papiers indicateurs
Les indicateurs acido-basiques sont souvent utilisés dans les laboratoires. Cependant, ils se caractérisent en ce qu’ils changent de couleur dans certaines plages de valeurs de pH, ce qui peut entraîner la détermination d’une valeur de pH approximative d’une solution de composition inconnue. Une solution particulièrement efficace est les papiers indicateurs . En mélangeant des indicateurs appropriés, sur l’instantané des indicateurs universels, qui sont ensuite appliqués sur des bandes de papier filtre simple. Une fois sec, le papier résultat est notre papier indicateur universel. La détermination de la valeur du pH avec des papiers indicateurs universels consiste à les immerger dans la solution d’essai. Les papiers choisis avec une échelle de couleurs appropriée. Nous comparons la couleur du papier indicateur universel à la couleur sur l’échelle et déterminons ainsi la valeur approximative du pH.
Indicateurs de pH maison
Une gamme de substances naturelles peut être utilisée comme indicateur de pH. On en trouve de nombreux exemples dans les cuisines ou le jardin. Cela prouve l’affirmation selon laquelle la chimie nous entoure littéralement.
La
La plupart des gens remarquent certainement que lorsque nous ajoutons du jus de citron au thé, le thé devient un peu plus pâle. En effet, l’essence de thé est un indicateur de pH naturel. L’ajout de jus de citron fait baisser le pH, ce qui change le marron clair (réaction neutre) en jaune paille (réaction acide). Ce changement de couleur est amélioré par des composés appelés tanins, qui sont également responsables de l’arrière-goût caractéristique du thé.
Jus de mieux
Le jus de betterave se distingue également par la diversité des couleurs en fonction de la réaction. Dans un environnement acide, sa couleur est le rouge et le violet, souvent appelé violet. La couleur peut se manifester, par exemple, lors de la cuisson d’une soupe de betterave. Cependant, lors de la préparation, il perd sa couleur, surtout si la température est trop élevée. Cela est dû à la dégradation thermique des bétaïnes lors de l’ébullition. Pour restaurer la couleur violet foncé, il faut acidifier le bouillon, donc ajouter par exemple une petite quantité d’acide citrique.
Fleurs
Les colorants existant naturellement dans certaines fleurs, par exemple dans l’hortensia ou les myosotis, sont aussi une sorte d’indicateurs acido-basiques. Leur couleur dépend du pH du sol dans lequel ils poussent. Les myosotis sont roses dans les sols acides, alors que dans un environnement basique leur couleur est bleue. C’est la même chose avec l’hortensia : plus le pH est bas, plus les fleurs sont bleues et plus la couleur est intense.