Exercice 17A

 

Enoncé :

 

On considère les 3 indicateurs colorés suivants :

indicateur coloré	couleur de l'acide	zone de virage	couleur de la base
héliantine	rouge	3,1 à 4,4	jaune
bleu de bromothymol	jaune	6,0 à 7,6	bleu
phénolphtaléine	incolore	8,2 à 10,0	rose

a. Sur un axe graduée de pH, placer les zones de virage de ces 3 indicateurs colorés.

 

b. Pour chacun de ces 3 indicateurs colorés, préciser la teinte d'une solution qui en contiendrait quelques gouttes et dont le pH égal à 3,6.

 

c. Même question pour une solution dont la concentration en ions oxonium est : [H₃O⁺] = 6,3 . 10^-11 mol.L^-1.

 

d. Même question pour une solution dont la concentration en ions hydroxyde est : [HO^-] = 1,0 . 10^-8 mol.L^-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solution :

 

a. Représentation des zones de virage des 3 indicateurs colorés :

 

 

. . . Remarque :

. . . Dans sa zone de virage, l'indicateur coloré a une teinte dûe à la présence simultanée dans la solution de ses formes acide et basique. La teinte obtenue est donc un mélange de ces 2 couleurs.

. . . Par exemple, dans sa zone de virage, le bleu de bromothymol est vert. Plutôt jaune-vert vers pH = 6,0 et plutôt bleu-vert vers pH = 7,6.

 

b. D'après la représentation des teintes des indicateurs colorés en solution, en fonction du pH, on voit qu'à pH = 3,6 :

. . . l'héliantine est orange (dans sa zone de virage)

. . . le bleu de bromothymol est jaune (forme acide prédominante)

. . . la phénolphtaléine est incolore (forme acide prédominante)

 

 

c. Le pH de la solution est tel que :

pH = - log [H₃O⁺]

. . . A.N. : . . . pH = - log 6,3 . 10^-11 = 10,2.

 

D'après la représentation précédente, à pH = 10,2 :

. . . l'héliantine est jaune (forme basique prédominante)

. . . le bleu de bromothymol est bleu (forme basique prédominante)

. . . la phénolphtaléine est rose (forme basique prédominante)

 

d. Calculons la concentration en ions oxonium à partir de celle en ions hydroxyde, sachant que :

[H₃O⁺] . [HO^-] = K_e = 1,0 . 10^-14.

. . . D'où : . . . [H₃O⁺] = `(K_e)/([HO^-])`

. . . A.N. : . . . [H₃O⁺] = `(1,0 * 10^-14)/(1,0 * 10^-8)` = 1,0 . 10^-6.

Par définition, le pH de la solution est tel que :

pH = - log [H₃O⁺]

. . . A.N. : . . . pH = - log 1,0 . 10^-6 = 6,0.

 

D'après la représentation précédente, à pH = 6,0 :

. . . l'héliantine est jaune (forme basique prédominante)

. . . le bleu de bromothymol est jaune (forme acide prédominante)

. . . la phénolphtaléine est incolore (forme acide prédominante)