Comment un papier pH détecte-t-il l'acide ou la base? Quelle est la différence entre le papier pH et le papier tournesol?


Réponse 1:

Un papier pH est imprégné d'un produit chimique (ou d'une série de produits chimiques) dont le chromatophore est d'une couleur différente à différentes concentrations de pH.

image de 7-Hydroxy-1H-phénoxazin-1-one, de Wikipedia

Le papier tournesol n'est qu'un des nombreux types de papiers pH, bien que selon l'article lié, le tournesol ait été utilisé pour la première fois vers 1300 après JC par l'alchimiste espagnol Arnaldus de Villa Nova, et la structure chimique responsable de la couleur du papier tournesol ( 7-Hydroxy-1H-phénoxazin-1-one) se trouve naturellement dans un certain nombre de lichens bleus, généralement présents dans un certain nombre de composés étroitement apparentés connus sous le nom d'Orcein et isolés du lichen Roccella tinctoria.

image de l'indicateur universel - Wikipedia

La gamme de couleurs de la plupart des papiers pH dépend généralement de la présence de plusieurs produits chimiques indicateurs / Dans le cas du papier pH, les produits chimiques tels que le bleu de thymol, le rouge de méthyle, le bleu de bromothymol et la phénolphtaléine ont chacun une couleur différente selon le pH de la solution est.

À un pH très bas, par exemple, le bleu de thymol est d'une couleur rougeâtre, car la forme chimique du composé de bleu de thymol est complètement protonée.

images du bleu de Thymol - Wikipedia

à un pH plus élevé, le produit chimique perd un proton et forme un composé ionique, dont la couleur est plus proche du jaune. Au fur et à mesure que le pH augmente, le composé perd un second proton et forme un composé dont la couleur est bleue.

Lorsque vous avez sur le papier des composés dont la couleur est à la fois bleuâtre et jaunâtre, ce mélange de couleurs est perçu comme vert. Donc, en ayant une série de colorants dont la couleur est différente à différentes plages de pH, vous obtenez un joli spectre de couleurs perçu sur toute la plage de pH.

image de l'indicateur universel - Wikipedia

Litmose moyen anglais, d'origine scandinave; apparenté aux herbes nordiques litmosi utilisées dans la teinture, de la couleur litr (semblable à la luminosité du wlite anglais ancien, apparence) + mousse mosi; apparenté au vieil anglais mōs moss (Définition de Litmus - Merriam Webster Dictionary)

Le tournesol signifie littéralement «la couleur de la mousse», bien que son utilisation comme simple test pour distinguer les acides et les bases (bleu pour la base, rose pour l'acide) a solidifié le terme dans un certain nombre de phrases apparentées. Chaque fois que quelque chose peut être déterminé vrai ou faux avec un simple test qui indique qu'une nette différence de couleur est censée avoir un test «décisif», qu'il soit lié ou non à la couleur de la mousse ou qu'il mesure des acides ou des bases. Il convient de noter que le pH exact auquel une couleur indicatrice particulière passe d'une couleur à l'autre dépend d'un certain nombre de facteurs et peut être influencé par la présence d'autres produits chimiques qui peuvent changer la couleur, comme l'isopropanol ( alcool à friction).

Cela peut être très clairement vu avec l'indicateur bleu de bromothymol, dont les formes protonées par rapport aux formes non protonées sont en différentes concentrations à différents niveaux de pH:

image du bleu de bromothymol - Wikipedia

à pH 2, les molécules de bleu de bromothymol sont toutes entièrement protonées et la couleur de la solution est d'un jaune très brillant. À pH 8, les molécules de bleu de bromothymol sont totalement déprotonées et la couleur est d'un bleu très brillant. Cependant, sur la plage de concentrations de pH illustrées entre les deux, vous percevez directement que certaines des molécules de bleu de bromothymol sont protonées, et d'autres sont déprotonées, car l'équilibre pour la réaction réversible n'est poussé qu'à un point intermédiaire. En fait, vous pouvez mesurer directement la concentration de chacune des formes distinctes en mesurant l'absorption de la lumière à différentes longueurs d'onde, même si la couleur semble être dans un continuum ou un spectre comprenant le jaune, le vert et le bleu, il n'y a pas de «vert ”Forme de molécule de bleu de bromothymol.

La forme protonée du bleu de bromothymol a son pic d'absorption à 427 nm transmettant ainsi la lumière jaune dans les solutions acides, et la forme déprotonée a son pic d'absorption à 602 nm transmettant ainsi la lumière bleue dans les solutions plus basiques. Bleu de bromothymol - Wikipedia

Un test décisif ne répond pas à la présence ou à l'absence de protons, d'ions hydronium ou d'ions hydroxyde - il subit plutôt un changement chimique dont l'équilibre est influencé par la présence ou l'absence d'une concentration significative de ces types d'ions. Dans presque toutes les circonstances, le changement de couleur nécessite la présence d'un solvant pour changer de couleur, et le papier de tournesol bleu ou le papier de tournesol rouge est coloré tel qu'il est séché en présence de produits chimiques (généralement des tampons) qui retiennent le composé dans le forme chimique souhaitée.