Phénolphtaléine - Définition

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Introduction

Phénolphtaléine
Modèle 3D de la phénolphtaléine (forme acide)
Général
Nom IUPAC
No CAS 77-09-8 (acide)
5768-87-6 (basique)
518-51-4 (Na)
No EINECS 201-004-7
208-254-6 (Na)
SMILES
InChI
Apparence cristaux blancs
Phenolphthalein-sample.jpg
Propriétés chimiques
Formule brute C20H14O4  
C20H12O42-,Na+
Masse molaire 318,3228 ± 0,0182 g·mol-1

362,28 g.mol-1
pKa pKa1 : <0
pKa2 : 9,4
Propriétés physiques
fusion 258 à 263 °C
Solubilité eau : 1,4 g.mol-1
éthanol : 80 g.mol-1
Masse volumique 1,299
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace Pna21
Paramètres de maille a = 19,270 Å

b = 14,819 Å
c = 11,392 Å
α = 90,00 °
β = 90,00 °
γ = 90,00 °

Z = 8
Volume 3 253,12 Å3
Densité théorique 1,300
Précautions
Directive 67/548/EEC
Nocif
Xn
Phrases R :  22 - 40
Phrases S :  36/37 - 45 24/25
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La phénolphtaléine ou 3,3-bis(4-hydroxyphényl)-1-(3H)-monobenzofuranone (le symbole φφ (phi-phi) est utilisé) est un composé organique de formule chimique CHO. C'est un indicateur de pH, c'est-à-dire un composé qui change de couleur selon la valeur du pH de la solution dans laquelle on le place.

Histoire

La phénolphtaléine fut découverte et synthétisée en 1871 par Adolf von Baeyer, par condensation de l'anhydride phtalique sur deux équivalents de phénol. Elle tire son nom des deux réactifs.

Réaction en présence de base

En solution, la phénolphtaléine peut se présenter sous plusieurs formes en fonction de la quantité relative de base présente dans le milieu.

  • I. Pour des solutions acides : la phénolphtaléine est sous sa forme dite acide. La molécule possède un cycle de type lactone (1).
  • II. Lors d'un ajout de base, le cycle lactone s'ouvre et évolue vers une structure triphénylcarbinol (2).
  • III. Si on continue à ajouter de la base, on amène la perte d'une molécule d'eau dans la structure et on forme une espèce ionique résonante de couleur rouge pourpre (3)(la longueur d'onde majoritairement absorbée se trouvant vers 550nm).
  • IV. Pour un excès de base, la coloration pourpre disparait et le milieu redevient incolore traduisant la formation en solution du composé (4).
Mécanisme de transformation de la phénolphtaléine en milieu basique.

Structure chimique de la phénolphtaléine

Le changement de couleur de la phénolphtaléine est due à la modification de la structure chimique de la molécule lors du passage de la forme protonée (milieu acide) à celle de sa forme déprotonée (milieu basique). Dans le cas de la phénolphtaléine, la forme acide présente une structure aromatique (présence de 3 cycles benzéniques) alors que la forme basique est de type quinoïdique.

La forme basique de la phénolphtaléine est généralement associée à deux ions Na+. Il s'agit donc d'un sel de disodium.

Espèce In+ H2In In2− In(OH)3−
Structure Phenolphthalein-very-low-pH-2D-skeletal.png Phenolphthalein-low-pH-2D-skeletal.svg Phenolphthalein-mid-pH-2D-skeletal.svg Phenolphthalein-high-pH-2D-skeletal.svg
Structure 3D Phenolphthalein-orange-very-low-pH-3D-balls.png Phenolphthalein-colourless-low-pH-3D-balls.png Phenolphthalein-red-mid-pH-3D-balls.png Phenolphthalein-colourless-high-pH-3D-balls.png
pH < 0 0−8,2 8,2−12,0 > 12,0
Conditions Très acide acide à peu basique basique très basique
Couleur orange incolore rose à fuchsia incolore
Image Phenolphthalein-in-conc-sulfuric-acid.jpg Phenolphthalein-at-pH-9.jpg
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