Un indicateur de pH ou indicateur acide-base est un produit chimique ajouté en petite quantité à une solution qui provoque un changement de couleur en fonction du pH. Voici une charge des indicateurs courants, une explication de leur fonctionnement et des conseils pour choisir celui qui convient à vos besoins.
Comment utiliser un indicateur de pH
Un indicateur ne change pas de couleur à un pH ou une concentration d’ions hydrogène précis. Au lieu de cela, le changement de couleur se produit sur une plage de concentration d’ions hydrogène. Titrez un acide faible en utilisant un indicateur qui change dans des conditions légèrement alcalines. Titrez une base faible en utilisant un indicateur qui change de couleur à un pH légèrement acide. Lorsque vous titrez des acides ou des bases forts, visez un indicateur de pH qui affiche un changement de couleur proche d’un pH neutre.
Tableau des indicateurs de pH courants
Voici un tableau des indicateurs de pH courants, leur plage de pH, leurs solutions et leurs changements de couleur. Certains indicateurs affichent plusieurs changements de couleur, ils apparaissent donc sur la liste plus d’une fois. Diverses références indiquent des valeurs de pH et des couleurs légèrement différentes. C’est parce que la gamme de pH n’est pas bien définie (attendez-vous à une précision de 1 valeur de pH) et que la couleur est une question de jugement.
| Indicateur | Plage de pH | Quantités par 10 ml | Acide | Base |
| Bleu de thymol | 1.2-2,8 | 1-2 gouttes 0,1% soln. dans aq. | rouge | jaune |
| Rouge pentaméthoxy | 1,2-2,3 | 1 goutte 0,1% soln. dans alc. 70%. | rouge-violet | incolore |
| Tropeolin OO | 1,3-3.2 | 1 goutte 1% sol. aq. | rouge | jaune |
| 2,4-Dinitrophénol | 2.4-4.0 | 1-2 gouttes 0,1% soln. dans 50% alc. | incolore | jaune |
| Méthyle jaune | 2,9-4.0 | 1 goutte 0,1% soln. dans 90% alc. | rouge | jaune |
| Méthyl orange | 3.1-4.4 | 1 goutte 0,1% soln. aq. | rouge | orange |
| Bleu de bromophénol | 3.0-4.6 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | jaune | bleu-violet |
| Bleu de tétrabromophénol | 3.0-4,6 | 1 goutte sol. aq. 0,1% | jaune | bleu |
| Sulfonate de sodium d’alizarine | 3.7-5,2 | 1 goutte sol. aq. 0,1% | jaune | violet |
| α-Naphtyl red | 3,7-5,0 | 1 goutte sol. 0.1% soln. dans 70% alc. | rouge | jaune |
| p-Ethoxychrysoidine | 3,5-5,5 | 1 goutte 0,1% soln. aq. | rouge | jaune |
| Vert de bromocrésol | 4,0-5,6 | 1 goutte 0,1% aq. soln. | jaune | bleu |
| Rouge de méthyle | 4.4-6.2 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | rouge | jaune |
| pourpre de bromocrésol | 5.2-6.8 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | jaune | pourpre |
| Rouge de chlorophénol | 5.4-6.8 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | jaune | rouge |
| Bromophénol bleu | 6.2-7.6 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | jaune | bleu |
| p-Nitrophénol | 5,0-7,0 | 1-5 gouttes 0,1% aq. soln. | incolore | jaune |
| Azolitmine | 5,0-8,0 | 5 gouttes 0.5% aq. soln. | rouge | bleu |
| Rouge de phénol | 6.4-8.0 | 1 goutte 0.1% soln. aq. | jaune | rouge |
| Rouge neutre | 6.8-8.0 | 1 goutte 0.1% sol. dans 70% alc. | rouge | jaune |
| Acide rosolique | 6.8-8.0 | 1 goutte 0.1% sol. dans 90% alc. | jaune | rouge |
| Rouge de crésol | 7,2-8,8 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | jaune | rouge |
| α-Naphtolphtaléine | 7.3-8.7 | 1-5 gouttes 0,1% soln. dans 70% alc. | rose | vert |
| Tropeolin OOO | 7.6-8.9 | 1 goutte 0,1% aq. soln. | jaune | rose-rouge |
| Blue thymol | 8.0-9.6 | 1-5 gouttes 0.1% sol. aq. | jaune | bleu |
| Phénolphtaléine | 8.0-10.0 | 1-5 gouttes 0.1% sol. dans 70% alc. | incolore | rouge |
| α-Naphtolbenzein | 9.0-11.0 | 1-5 gouttes 0,1% soln. dans alc. 90%. | jaune | bleu |
| Thymolphtaléine | 9.4-10.6 | 1 goutte 0.1% sol. dans 90% alc. | incolore | bleu |
| bleu du Nil | 10.1-11.1 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | bleu | rouge |
| Jaune d’alizarine | 10.0-12.0 | 1 goutte 0.1% soln. aq. | jaune | lilas |
| Jaune salicylique | 10,0-12,0 | 1-5 gouttes 0,1% soln. dans 90% alc. | jaune | orange-brun |
| Violet diazoïque | 10,1-12,0 | 1 goutte sol. aq. 0,1%. | jaune | violet |
| Tropeolin O | 11,0-13,0 | 1 goutte 0.1% aq. soln. | jaune | orange-brun |
| Nitramine | 11.0-13.0 | 1-2 gouttes 0,1% soln dans 70% alc. | incolore | orange-brun |
| Bleu de Poirrier | 11.0-13,0 | 1 goutte sol. aq. 0,1% | bleu | rose-violet |
| Acide trinitrobenzoïque | 12,0-13.4 | 1 goutte 0,1% aq. soln. | incolore | orange-rouge |
En plus des indicateurs de pH de cette liste, il existe de nombreux indicateurs acido-basiques naturels que vous pouvez fabriquer à partir de fruits, légumes, fleurs, jus et épices. Le jus de chou rouge ou violet est le plus connu d’entre eux.
Indicateur universel
L’indicateur universel est un mélange de plusieurs indicateurs de pH différents qui affiche des changements de couleur lisses sur une gamme de valeurs de pH. Il existe de multiples formules d’indicateur universel, les plages de pH et les couleurs dépendent donc de la formule. Les plus courantes sont des variantes de la formule de Yamada, publiée en 1933. Une recette typique comprend du 1-propanol, du sel de sodium, de l’hydroxyde de sodium, du sel monosodique, de la phénolphtaléine, du rouge de méthyle, du bleu de bromothymol et du bleu de thymol. Ce mélange affiche les couleurs rouge, jaune-orange, vert, bleu et indigo-violet :
| Echelle de pH | Couleur | Indique |
| < 3 | Rouge | Très fortement acide |
| 3 à 6 | Orange à Jaune | Faiblement acide |
| 7 | Vert | Neutre |
| 8 à 11 | Bleu | faiblement alcalin (basique) |
| > 11 | Indigo à Violet | Fortes alcalines (basiques) |
Comment fonctionnent les indicateurs de pH
La plupart des indicateurs de pH sont des acides faibles ou des bases faibles. Ils se dissocient selon la réaction chimique générale :
HInd + H2O ⇌ H3O+ + Ind-
Ici, HInd est la forme acide de l’indicateur et Ind- est sa base conjuguée. Le rapport entre HInd et Ind- détermine la couleur de la solution et indique indirectement le pH de la solution selon l’équation de Henderson-Hasselbalch :
pH = pKa + log10 /
N’oubliez pas que le changement de couleur d’un indicateur de pH n’est pas instantané. Au lieu de cela, il existe une plage de pH où un mélange des couleurs de l’acide et de la base conjuguée apparaît. Un indicateur donne une valeur de pH raisonnablement précise dans une valeur de pH ou de pKa de plus ou moins un.
Comment choisir un indicateur de pH
L’étape la plus importante pour choisir le bon indicateur de pH est d’en choisir un dont le changement de couleur se situe dans la plage de pH de la réaction chimique étudiée. Pour un titrage, vous voulez idéalement choisir un indicateur de pH qui change de couleur juste au point d’équivalence. En pratique, il est presque impossible de trouver un indicateur qui change de couleur à la valeur exacte du pH, il faut donc choisir un indicateur qui change de couleur à un pH légèrement supérieur ou inférieur. Dans ce cas, vous titrez jusqu’à ce que vous voyiez le changement de couleur le plus proche du point d’équivalence.
Par exemple, disons que vous titrez un acide fort vers une base forte. Le point d’équivalence pour cette réaction est une valeur de pH de 7. Si vous utilisez la phénolphtaléine, vous vous attendez à ce qu’une couleur rose/rouge disparaisse en dessous d’une valeur de pH de 8,0. Vous titrez jusqu’à ce que la solution devienne incolore car c’est le point le plus proche du point d’équivalence que vous pouvez obtenir. Si vous utilisez de l’orange méthylique, vous vous attendez à ce que la couleur passe du jaune à l’orange quelque part en dessous d’un pH de 6 et de l’orange au rouge autour d’un pH de 4. Pour la réaction entre un acide fort et une base forte, titrez jusqu’à ce que le jaune commence à devenir orange. Si vous attendez que la couleur vire au rouge, vous avez largement dépassé le point d’équivalence.
Si vous pouvez choisir entre des indicateurs qui changent de couleur au pH souhaité, optez pour celui qui présente le changement de couleur le plus net. Par exemple, le bleu de bromophénol et le p-nitrophénol donnent tous deux des changements de couleur autour d’un pH neutre, mais le changement du jaune au bleu (bromophénol) est plus facile à voir que celui de l’incolore au jaune (p-nitrophénol).
D’autres facteurs que l’importance comprennent le solvant (alcool ou eau), le prix et la polyvalence. Le choix de l’indicateur de pH dépend de sa gamme de pH, de son changement de couleur, de son solvant, de sa disponibilité et de son coût.
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