Pourquoi utiliser un indicateur coloré lors d’un titrage colorimétrique ?

Lors d’un titrage colorimétrique, l’équivalence est repérée par un changement de couleur visible à l’œil nu, par exemple lorsque l'une des espèces réactives colore la solution et disparaît au cours du titrage.

Cependant, ce changement n’est pas toujours perceptible. Il se peut aussi qu'aucune espèce réactive ne colore la solution. Dans certains cas, il est donc nécessaire d’ajouter un indicateur de fin de réaction (ou indicateur coloré). Ces espèces sont choisies en raison de leur sensibilité physico-chimique aux conditions du titrage réalisé. En particulier, elles colorent la solution étudiée de manière différente avant et après l'équivalence. Elles peuvent être sensibles soit à la présence du réactif, soit à celle d'un produit de la réaction.

Exemple : dosage du diiode \(\mathrm{I_2}\) par le thiosulfate de sodium \(\mathrm{Na_2S_2O_3}\)

L'équation de réaction chimique est : \(\mathrm{I_2(aq)+2\ S_2O_3^{2−}(aq)\rightarrow 2\ I^−(aq)+S_4O_6^{2−}(aq)}\).

Le diiode est une espèce naturellement colorée (brun jaune en solution), mais, lorsqu’il est présent en faible concentration, sa couleur devient difficile à percevoir. Pour faciliter la détection de l’équivalence, on ajoute de l’empois d’amidon ou du thiodène (un indicateur coloré). L’amidon forme un complexe bleu foncé avec le diiode \(\mathrm{I_2}\).

Ce qu'il se passe :

• tant qu’il reste du diiode dans le milieu, la solution est bleu foncé (complexe amidon–iode) ;
• lorsque tout le diiode a réagi avec le thiosulfate, le complexe se dissocie et la couleur bleue disparaît : c’est l'équivalence.

D'un point de vue expérimental, lorsque le diiode est dans le bécher, il faut ajouter l'indicateur coloré au dernier moment, lorsque la solution est jaune clair. En effet, la destruction du complexe amidon-iode formé n'est pas instantanée : si beaucoup de diiode est piégé (ce qui est le cas si l'on ajoute l'indicateur dès le début), alors le dosage pourrait être faussé.

Plus généralement

Un indicateur coloré ne modifie pas la transformation chimique principale d'un point de vue macroscopique. Il peut cependant :

• réagir avec le réactif titré, par exemple pour former une espèce qui colore plus fortement le milieu (exemple ci-dessus), mais sans l'empêcher de réagir avec le titrant ;
  
• réagir avec le titrant directement, une fois que tout le réactif titré a réagi. C'est pourquoi il doit être introduit en proportions beaucoup plus faibles que le réactif titré (de l'ordre de 1 000 fois moins en général) ; ainsi, il ne modifie pas le volume obtenu à l'équivalence.