L'indicateur de phénolphtaléine permet aux chimistes d'identifier visuellement si une substance est un acide ou une base. Le changement de couleur de la phénolphtaléine est le résultat de l'ionisation, ce qui modifie la forme des molécules de phénolphtaléine.
Qu'est-ce que la phénolphtaléine ?
La phénolphtaléine (prononcé fee-nawl-thal-een), souvent abrégée en phph, est un acide faible. Ce composé légèrement acide est un solide cristallin blanc à jaune. Il se dissout facilement dans les alcools et est légèrement soluble dans l'eau. La phénolphtaléine est une grande molécule organique avec la formule chimique de C20H14O4.
Ionisation et indicateur de phénolphtaléine
L'ionisation se produit lorsqu'une molécule gagne ou perd des électrons, ce qui donne à la molécule une charge électrique négative ou positive. Les molécules ionisées attirent d'autres molécules de charge opposée et repoussent celles de même charge.
La phénolphtaléine est un acide faible et est incolore en solution bien que son ion soit rose. Si les ions hydrogène (H
Structure de la phénolphtaléine
L'indicateur de phénolphtaléine a deux structures différentes selon qu'il se trouve dans une solution alcaline (rose) ou acide (incolore). Les deux structures absorbent la lumière dans la région ultra-violette, une région inaccessible pour l'œil humain. Cependant, la forme rose absorbe également dans le spectre de la lumière visible.
La raison de l'absorption de la lumière visible est la structure de la forme rose de l'indicateur de phénolphtaléine. En raison de l'ionisation, les électrons de la molécule sont plus délocalisés que sous la forme incolore. En bref, la délocalisation se produit lorsque les électrons d'une molécule ne sont pas associés à un seul atome, mais sont plutôt répartis sur plus d'un atome.
Une augmentation de la délocalisation déplace l'écart énergétique entre les orbitales moléculaires. Il faut moins d'énergie à un électron pour faire le saut dans une orbitale supérieure. L'absorption d'énergie se situe dans la région verte, 553 nanomètres, du spectre lumineux.
L'œil humain perçoit une teinte rose dans la solution. Plus la solution alcaline est forte, plus l'indicateur de phénolphtaléine change et plus la teinte rose sera foncée.
La gamme de pH de la phénolphtaléine
L'échelle de pH va de 0 à 14, un pH de 7 étant neutre. Une substance dont le pH est inférieur à 7 est considérée comme acide; au-dessus de pH 7 est considéré comme basique.
La phénolphtaléine est naturellement incolore mais devient rose dans les solutions alcalines. Le composé reste incolore dans toute la gamme des niveaux de pH acides mais commence à virer au rose à un niveau de pH de 8.2 et continue à un magenta brillant à pH 10 et plus.
Découverte, fabrication et utilisations de la phénolphtaléine
En 1871, le chimiste allemand Adolf von Baeyer découvrit la phénolphtaléine en fusionnant le phénol et le phtalique. l'anhydride en présence d'acide sulfurique ou de chlorure de zinc, procédé de fabrication encore utilisé aujourd'hui.
Dans le laboratoire de chimie, la phénolphtaléine est principalement utilisée dans l'acide-base titrages. Une solution de concentration connue est soigneusement ajoutée dans une solution de concentration inconnue. L'indicateur de phénolphtaléine est ajouté à la concentration inconnue. Lorsque la solution passe de l'incolore au rose (ou vice versa), le titrage ou le point de neutralisation a été atteint, et la concentration inconnue peut être calculée.
Dans le passé, la phénolphtaléine a été utilisée comme laxatif. C'était un constituant d'Ex-Lax pour le soulagement de la constipation en vente libre. Cependant, son utilisation a été interdite aux États-Unis en 1999 après que des recherches l'ont montré comme un cancérogène possible (agent cancérigène).