Solutions tampons et indicateurs colorés : comment bien les choisir
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Un tampon ne tient le pH que près du pKa de son couple acide-base. Un indicateur ne change de couleur que dans une zone étroite. Dans les deux cas, le choix se fait à partir du pH visé.
pKa ± 1
la plage de pH dans laquelle un tampon reste efficace.
8,2 à 10,0
la zone de virage de la phénolphtaléine, de l’incolore au rose.
2 unités de pH
la largeur approximative de la zone de virage d’un indicateur.
La règle du pKa ± 1
Un tampon associe un acide faible et sa base conjuguée. Il résiste le mieux aux ajouts d’acide ou de base quand le pH est égal au pKa du couple.
En pratique, on choisit un couple dont le pKa est à moins d’une unité du pH visé. Au-delà, l’une des deux formes est trop minoritaire et le pouvoir tampon s’effondre.
| Couple tampon | pKa à 25 °C | Plage utile |
|---|---|---|
| Acide acétique / acétate | 4,76 | 3,8 à 5,8 |
| Dihydrogénophosphate / hydrogénophosphate | 7,20 | 6,2 à 8,2 |
| Tris / Tris-HCl | 8,1 | 7,1 à 9,1 |
| Ammonium / ammoniac | 9,25 | 8,3 à 10,3 |
Le pKa varie avec la température. Celui du Tris baisse nettement quand la température monte : ajustez le pH à la température d’utilisation.
Tampon de travail ou tampon d’étalonnage
Les deux n’ont pas le même rôle. Un tampon de travail maintient le pH d’un milieu réactionnel ; sa concentration fixe sa capacité.
Un tampon d’étalonnage sert à régler un pH-mètre. Sa valeur est donnée à une température précise, avec une tolérance indiquée par le fabricant.
Ne diluez pas un tampon d’étalonnage et ne l’utilisez pas comme milieu réactionnel. À l’inverse, un tampon préparé au laboratoire ne remplace pas un tampon d’étalonnage sans contrôle de sa valeur.
Un tampon de travail trop dilué perd sa capacité. Il affiche le bon pH au départ, mais ne résiste plus aux ajouts.
Les indicateurs colorés courants
Un indicateur est lui-même un couple acide-base dont les deux formes n’ont pas la même couleur. Il vire sur environ deux unités de pH, autour de son propre pKa.
| Indicateur | Zone de virage | Couleurs |
|---|---|---|
| Hélianthine (méthylorange) | 3,1 à 4,4 | Rouge à jaune |
| Vert de bromocrésol | 3,8 à 5,4 | Jaune à bleu |
| Rouge de méthyle | 4,4 à 6,2 | Rouge à jaune |
| Bleu de bromothymol | 6,0 à 7,6 | Jaune à bleu |
| Phénolphtaléine | 8,2 à 10,0 | Incolore à rose |
Pour un titrage, la zone de virage doit contenir le pH au point d’équivalence. Acide fort par base forte : le bleu de bromothymol convient. Acide faible par base forte : préférez la phénolphtaléine.
Quelques gouttes suffisent. L’indicateur consomme lui-même un peu de réactif titrant.
Conserver tampons et indicateurs
- Flacons fermés. Les tampons basiques absorbent le dioxyde de carbone de l’air, et leur pH baisse.
- Jamais de retour au flacon. Versez la quantité utile dans un bécher et jetez-la après usage.
- Date d’ouverture notée. La durée d’utilisation après ouverture est fixée par le fabricant.
- À l’abri de la lumière. Conservez les indicateurs en flacon fermé, selon la fiche du produit.
Un tampon trouble ou qui présente un dépôt doit être éliminé.
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Article publié sur https://mimelec.com/guides/tampons-indicateurs-colores-choisir