DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION EN IONS H

Deux méthodes peuvent être utilisées pour déterminer cette concentration : la méthode électrométrique et la méthode colorimétrique imaginée par Sôrensen.

Méthode électrométrique. — C’est la plus exacte, mais son application est assez délicate et nécessite un appareillage coûteux. Elle repose sur le principe suivant : lorsqu'on plonge dans une solution contenant des ions H+ une électrode de platine recouverte de noir de platine saturé d'hydrogène, il se produit, comme dans une pile, une force électromotrice par suite de la différence de potentiel entre l’électrode et le liquide ionisé. Cette différence de potentiel est égale à la différence des concentrations en ions H+ au niveau de l’électrode et de la solution. Connaissant la concentration en ions H+ de l’électrode, il est alors facile de déterminer celle de la solution.

Méthode colorimétrique. — Elle est basée sur les teintes différentes que présentent les solutions d'indicateurs colorés suivant la teneur en ions H+ des milieux. Avec une gamme suffisante de ces indicateurs, virant à des concentrations différentes en ions H+, on peut déterminer l'acidité vraie d’un liquide quelconque en le comparant à une concentration égale avec des tubes étalons de pH connu.

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Ces dernières années, l'École américaine a repris la question avec une grande précision. Elle propose l'emploi d'une échelle d'indicateurs très sensibles dont la plupart appartiennent à la série des sulfones phtaléines.

Ces indicateurs sont en pratique bicolores, jaunes en solution acide, rouges ou bleus en solution alcaline. L'un d'eux, la thymolsulfonephtaléine, peut être employé comme indicateur tricolore : outre le virage bleu vers pH 9, elle offre un virage rouge vers pH+ 2.

TABLEAU II E Zone utile pH Set si Limite (utilisable Indicateurs RES de virage avec les milieux 12 pH colorés en jaune)

Tétrabromophénolphtaléine sulfonée (bleu de bro-

mophénol). . . MS jaune atbleu 3,0 — 4,6 4,0 à 4,6 Orthocarboxybenzène azodiméthylaniline. . . . rouge au jaune 4,4 — 6 4,4 à 6

Dibromoorthocrésolphtaléine sulfonée (pourpre de

Dromoerésol} 0/0. /jaune au violet à 5,2:-26,8 5,4 à 6.6 Dibromothymolphta-

léine sulfonée (bleu de bro-

mothymol). . Jaune au bleu C27,6.6, 427,60

Phénolphtaléine sulfonée

(rouge de phénol). . . . jaune au rouge 6,8 — 8,0 6,8 à 8,0 Orthocrésolphtaléine sul-

fonée (rouge de crésol). . jaune au rouge 7,2 — 9 7,4 à 9 Thymolphtaléinesulfonée

(bleu de thymol). . . . jaune au bleu 8 — 9,6 8,6 à 9,6 Orthocrésolphtaléine.. . incolore à rouge 8,2 — 9,8 9 à 9,6

Cette série de 8 indicateurs permet la détermination de pH 3,2 à pH 9,8 avec une grande approximation. On obtient, pour chaque indicateur, entre les deux points extrêmes du virage indiqués dans le tableau ci-dessus, une gamme de colorations assez différenciées ; de plus, les intervalles de virage pour les différents indicateurs chevauchent les uns sur les autres, ce qui permet de ne laisser aucun point douteux sans contrôle.

La méthode la plus simple de détermination de pH dans une solution consistera à comparer la couleur obtenue avec une même concentration d’indicateur sur le liquide à examiner et sur des tubes témoins de concentration pH connue.

Préparation des solutions mères d'indicateurs.

a) Sulfones phtaléines. — 0 gr. 1 de matière colorante en poudre est mis en solution dans un peu d’eau (15 cc. environ) additionnée de n cc. (variable suivant l'indicateur) de solution de soude N/20 ; on opère dans un petit vase d'Erlenmeyer et on chauffe. Après dissolution, on étend d’eau à 500 cc. dans une fiole jaugée *. On a, dela sorte, des solutions d'indicateur à 0,02 %..

c. 7 pour le rouge de phénol ;

— rouge de crésol ;

n C ,3 — bleu de thymol ;

— bleu de nero 2 violet de RS

— pourpre de bromocrésol.

b) Rouge de Méthyle. — On le dissout à raison de 0 gr. 1 dans 300 ce. d’alcool et on amène à 500 cc. avec de l'eau —=0, 0207:

c) Orthocrésolphtaléine. — Solution à 2 % dans l’alcool.

Préparation des étalons de concentration ionique.

lo. Échelle de pH 1 à pH10 de 0,2 en 0,2. — Pour établir cette échelle, il faut tout d'abord préparer les solutions suivantes ;

a. Une solution de NaOH N/5. Le mieux est de l’étalonner sur une solution d'acide sulfurique N/5 préparée par la méthode décrite dans tous les ouvrages de chimie analytique, ou sur une solution de phtalate Poe de potasse préparée comme ci-dessous.

La solution de soude devra être garantie contre l'action

de CO*?.

b. La solution N/5 de phtalate acide de potassium. Dis-

1. Nous dirons une fois pour toutes que l’eau à employer dans toutes ces opérations doit être de l’eau distillée aussi pure que possible et bouillie avant l'emploi pour chasser CO?. La verrerie à utiliser doit être en verre neutre, c’est-à-dire ne cédant pas d’alcali à l’eau.

soudre 40 gr. 828 de phtalate acide pur et amener à 1 litre avec de l’eau distillée dans une fiole jaugée.

c. Solution N/5 de phosphate acide de potassium PO*H°K. Dissoudre 27 gr. 231 de PO“H?K pur, recris-

talhsé, séché à 100%, et amener à un litre.

d. Solution double d’acide borique N/5 et de chlorure de potassium N}/5. Dissoudre 12 gr. 405 d’acide borique séché à l'air, à poids constant, et 14 gr. 912 KCI pur ; amener à un litre.

e. Solution de chlorure . potassium N/5 14 gr. 912 KCI pur par litre.

f. Solution d'acide chlorhydrique N/5 préparée avec HCI pur et titrée sur la solution de soude a.

A l’aide de ces solutions, on pourra préparer l'échelle de solutions suivante de pH déterminé :

Table donnantla composition de mélanges de pH connu à des intervalles de 0,2 à température — 20° (Clark et Lubs).

TABLEAU Il