Détermination du pKa d'un d'in indicateur coloré : le bleu de bromothymol

Résumé du document

Un indicateur coloré est un mélange d'espèces chimiques qui change de couleur, du fait de l'évolution des proportions relatives de ces espèces, en fonction de certaines caractéristiques du milieu dans lequel il se trouve. Des indicateurs greffés sur des films sont actuellement utilisés pour des « optrodes pH ».
Le bleu de bromothymol est un composé organique qui existe sous deux formes : sa forme acide HIn est jaune en milieu aqueux ; sa base conjuguée In- est bleue en milieu aqueux
Au cours de ce document, notre principal objectif est de déterminer le pKa d'un indicateur coloré : le bleu de bromothymol (ou BBT).
C'est pourquoi nous déterminerons dans une solution aqueuse de pH connu, la valeur de l'absorbance; cette dernière sera mesurée par spectrophotométrie d'absorption UV-visible.
L'exploitation du graphique A = f(λ), nous permettra de déduire la valeur du pKa.

Extraits

[...] Détermination du pKa d'un indicateur coloré : Le bleu de Bromothymol 1. Introduction Un indicateur coloré est un mélange d'espèces chimiques qui change de couleur, du fait de l'évolution des proportions relatives de ces espèces, en fonction de certaines caractéristiques du milieu dans lequel il se trouve. Des indicateurs greffés sur des films sont actuellement utilisés pour des optrodes pH Le bleu de bromothymol est un composé organique qui existe sous deux formes : sa forme acide HIn est jaune en milieu aqueux sa base conjuguée est bleue en milieu aqueux Hin + H2O = H3O+ + Le couple HIn / est caractérisé par sa constante d'équilibre Ka = 2. [...]

[...] Ces deux dernières valeurs ne servent pas en soit à tracer cette droite car log 0 n'existe pas. C'est pour cette raison que lors du TP, nous n'avons pu tracer cette droite Conclusions Le bleu de bromothymol est de couleur jaune sous sa forme acide, et bleu sous sa forme basique. Son pKa théorique est égale à 7. La zone de virage du BBT se situe entre 6,0 et 7,6 ; dont le centre est égal à 6,8. Sa formule chimique est donnée ci-dessous (cf. fig. [...]

[...] Nous souhaitons obtenir des solutions de pH caractéristiques, c'est pourquoi nous préparons 3 solutions : - une solution à pH basique (pH=13) : solution bleue - Une solution ou pH=pKa : solution verte - une solution à pH acide : solution jaune Pour chacune des trois solutions, le spectre d'absorption A=f(λ) est tracé à l'aide du spectrophotomètre. Après superposition des trois spectres, nous obtenons le graphique présenté en annexe 1. Remarques : - Au niveau de la cuve de référence, nous avons choisit de mettre de l'eau déminéralisée. [...]

[...] - La cuve : Elle contient soit l'échantillon soit la référence. Elle doit être transparente aux radiations d'étude. Ici, les cuves utilisées sont en quartz. - Le détecteur : C'est un photomultiplicateur, dont la détection est basée sur l'effet photoélectrique : une radiation incidente arrache un électron de la cathode par effet photoélectrique. Cet électron est alors accéléré vers une seconde électrode appelée dynode portée à un potentiel supérieur. L'énergie de l'électron incident est suffisante pour arracher plusieurs autres électrons et ainsi de suite, d'où l'effet multiplicatif. [...]

[...] Il est important de noter que la ligne correspondant à la courbe de la solution S2, tend vers une limite en légèrement inférieure à celle pour les deux autres solutions. Ceci explique pourquoi le point isobestique est légèrement décalé en ce qui concerne cette courbe. Cependant, avec une gamme de pH plus vaste, nous aurions pu obtenir une gamme de couleur plus vaste, comme en témoigne la figure 4 : Fig : Couleur du BBT en fonction du pH D'autre part, la mesure de l'absorbance de chacune de ces solutions nous aurait donné un graphique de même type que l'annexe 2 fournie. [...]