Correction

Couleur des indicateurs colorés

Voici les échelles de teintes obtenues avec le'hélianthine et le bleu de bromothymol en milieu neutre, acide et basique (de gauche à droite).
 

Exploitation:

Couleurs des formes HIn et In^- de l'hélianthine.

• En milieu neutre l'hélianthine possède une couleur jaune (voir image ci dessus).
• La forme acide (HIn) de l'hélianthine est rouge.
• La forme basique (In^-) de l'hélianthine est jaune.

Couleurs des formes HIn et In^- du bleu de bromothymol.

• En milieu neutre le bleu de bromothymol possède une couleur verte (voir image ci dessus).
• La forme acide (HIn) du bleu de bromothymol est jaune.
• La forme basique (In^-) du bleu de bromothymol est bleue.

Qu'appelle-t-on zone de virage d'un indicateur coloré?

La zone de virage d'un indicateur coloré est une zone de pH dans laquelle les deux formes HIn et In^- de l'indicateur coloré coexistent. On observe donc un mélange des couleurs des formes HIn et In^-.

Par exemple, la forme acide (HIn) du bleu de bromothymol est jaune alors que sa forme basique (In^-) est bleue. Dans un milieu neutre (qui correspond à sa zone de virage), le bleu de bromothymol prend une couleur verte (mélange de jaune et de bleu).

Réaction entre l'acide acétique et l'hélianthine

Manipulation

Dans un tube à essai, on verse environ 3mL d'eau distillée, puis on ajoute ensuite quelques gouttes d'hélianthine. La solution obtenue est de couleur jaune. On ajoute environ 1mL de la solution d'acide acétique. La solution vire au rouge.

Exploitation

Dans l'eau distillée, la couleur jaune prouve que l'hélianthine est sous la forme In^- (basique). Lorsqu'on a ajouté l'acide acétique, la couleur rouge montre que l'hélianthine est passée sous la forme HIn (acide).
Il se produit entre In^- et CH₃COOH une réaction qui aboutit à la formation de HIn et CH₃COO^- (couples HIn/In^- et CH₃COOH/CH₃COO^-):
 

Réaction entre l'acide chlorhydrique et les ions hydrogénocarbonate

Manipulation

Dans un tube n°1, on introduit environ 5mL d'eau de chaux. Dans un tube n°2, on introduit environ 3mL de la solution d'hydrogénocarbonate de sodium et on ajoute avec précaution 2mL de la solution d'acide chlorhydrique. On adapte rapidement le tube à dégagement et on plonge le tube à dégagement dans le tube n°1.

2. Exploitation:

Produit caractérisé par l'eau de chaux

Le produit caractérisé par le trouble de l'eau de chaux est bien sûr le dioxyde de carbone (CO₂).

Equation de la réaction dans le tube n°1

Sachant que dans le tube n°1, il s'est formé du carbonate de calcium et de l'eau, la réaction de caractérisation du dioxyde de carbone s'écrit:

CO_2(g)  +  Ca²⁺_(aq)  +  2OH^-_(aq)    CaCO_3(s)  +  H₂O_(l)

Equation de la réaction dans le tube n°2

Dans le tube n°2, l'autre produit formé est de l'eau. La réaction entre l'acide chlorhydrique et les ions hydrogénocarbonate a donc produit du dioxyde de carbone et de l'eau (couples CO₂,H₂O/HCO₃^- et H₃O⁺/H₂O). L'équation de la réaction est:
 

Réaction entre les ions hydroxyde et les ions ammonium

Manipulation n°1

Dans le tube n°1, on introduit environ 3mL de la solution de chlorure d'ammonium et on ajoute 1 mL de la solution de sulfate de cuivre.
Dans le tube n°2, on introduit environ 3mL de la solution d'ammoniac et on ajoute 1mL de la solution de sulfate de cuivre.

Exploitation

Le sulfate de cuivre est de couleur bleu clair en présence de l'ion ammonium et de couleur bleu foncé en présence d'ammoniac. Cette propriété permet de connaître l'espèce du couple NH₄⁺/NH₃ qui est présente dans la solution.

Manipulation n°2

Dans le tube n°3, on introduit environ 3mL de la solution de chlorure d'ammonium, puis avec précaution 1mL de la solution d'hydroxyde de sodium. On ajoute ensuite environ 1mL de la solution de sulfate de cuivre.

Exploitation

Produit formé dans le tube n°3.

Dans le tube n°3, la réaction entre les ions ammonium et les ions hydroxyde a produit de l'ammoniac (couleur bleu foncé du sulfate de cuivre) et de l'eau.

Equation de la réaction.

Les couples mis en jeu sont NH₄⁺/NH₃ et H₂O/OH^-. La réaction s'écrit:
 

Remarque: Les ions Na⁺ et Cl^- sont spectateurs

Manipulation n°3

Dans le tube n°4, on introduit environ 3mL de la solution d'ammoniac, puis avec précaution 1mL de la solution d'acide sulfurique. On ajoute ensuite environ 1mL de la solution de sulfate de cuivre.

2. Exploitation:

Produit formé dans le tube n°4.

Dans le tube n°4, la réaction entre l'ammoniac et les ions oxonium produit des ions ammonium (couleur bleu clair du sulfate de cuivre) et de l'eau.

Equation de la réaction.

Les couples mis en jeu sont NH₄⁺/NH₃ et H₃O⁺/H₂O. La réaction s'écrit:
 

Remarque: Les ions SO₄^2- ne réagissent pas.

Conclusion

Toutes les réactions acido-basiques mettent en jeu le transfert d'un proton H⁺ entre les réactifs.

• La base est l'espèce chimique qui capte le proton H⁺.
• L'acide est l'espèce chimique qui cède le proton H⁺.