bas, par ordre décroissant de leur caractère activant (les plus forts étant les fonctions
amines). Par contre, dans le cas des substituants désactivants, ils sont classés, de bas en
haut, par ordre décroissant de leur caractère désactivant (les plus forts étant donc les
fonctions ONO 2 et ONR 3
+ ).
En plus d’inuencer la vitesse d’une substitution électrophile aromatique, les substituants xés sur le cycle benzénique orientent également la position d’un nouvel
électrophile au cours des réactions de substitution électrophile aromatique subséquentes.
Ces notions seront étudiées dans la prochaine section.
CHRONIQUES D’UNE MOLÉCULE
Le pouvoir des substituants activants et désactivants sur la zone de virage
des indicateurs colorés
Avant l’arrivée des indicateurs colorés, les titrages
acidobasiques se réalisaient à l’aide de bicarbonate de
potassium (KHCO 3 ). Cette méthode s’avérait able dans
la mesure où une effervescence était observée au point
d’équivalence. C’est en 1767 que le chimiste et médecin
anglais William Lewis (1714-1781) eut l’idée d’utiliser
un extrait de tournesol à titre d’indicateur coloré
3
.
De nos jours, il existe une grande variété d’indicateurs colorés, dont le plus connu du grand public est,
sans contredit, la phénolsulfonephtaléine, également
appelée « rouge de phénol ». Cette molécule est commercialisée pour déterminer le pH de l’eau des piscines
4 . En solution aqueuse acide, plus particulièrement
à un pH de 6,4 et moins, le rouge de phénol est jaune.
Toutefois, en solution aqueuse basique à un pH de 8,0
et plus, la forme basique de cet indicateur est prépondérante et la solution devient rouge. La zone de virage de
cet indicateur se situe donc entre 6,4 et 8,0. La solution
est à ce moment de couleur orangée.
Comment expliquer le phénomène de changement
de couleur dans la zone de virage ? Il suft tout d’abord
d’observer les modications structurales que subit la
molécule au moment de son passage du milieu acide au
milieu basique (et vice versa).
En milieu acide, la molécule existe sous une forme
cyclique. Cette dernière possède trois cycles aromatiques
isolés les uns des autres (en bleu dans la structure de gauche). La phénolsulfonephtaléine émet dans une longueur
d’onde d’environ 580 nm, ce qui correspond à la couleur
jaune. Par opposition, en milieu basique, la molécule
existe sous une forme ouverte permettant au phénomène
de résonance de s’effectuer sur l’ensemble de la structure. Cette dernière forme est alors beaucoup plus stable
et moins énergétique que la forme cyclique. Puisque la
longueur d’onde d’émission est inversement proportionnelle à l’énergie (E = hc /λ), la longueur d’onde d’émission associée à la structure ouverte est supérieure à celle
de la forme cyclique. Sa valeur est de plus de 625 nm, ce
qui correspond à la couleur rouge observée.
L’ouverture du cycle de la phénolsulfonephtaléine
nécessite tout d’abord la déprotonation d’un des groupements hydroxyles (OOH) par une base. Puis, le doublet
d’électrons libre se délocalise au travers de la molécule.
8.5 Substituants activants et désactivants
359
amines). Par contre, dans le cas des substituants désactivants, ils sont classés, de bas en
haut, par ordre décroissant de leur caractère désactivant (les plus forts étant donc les
fonctions ONO 2 et ONR 3
+ ).
En plus d’inuencer la vitesse d’une substitution électrophile aromatique, les substituants xés sur le cycle benzénique orientent également la position d’un nouvel
électrophile au cours des réactions de substitution électrophile aromatique subséquentes.
Ces notions seront étudiées dans la prochaine section.
CHRONIQUES D’UNE MOLÉCULE
Le pouvoir des substituants activants et désactivants sur la zone de virage
des indicateurs colorés
Avant l’arrivée des indicateurs colorés, les titrages
acidobasiques se réalisaient à l’aide de bicarbonate de
potassium (KHCO 3 ). Cette méthode s’avérait able dans
la mesure où une effervescence était observée au point
d’équivalence. C’est en 1767 que le chimiste et médecin
anglais William Lewis (1714-1781) eut l’idée d’utiliser
un extrait de tournesol à titre d’indicateur coloré
3
.
De nos jours, il existe une grande variété d’indicateurs colorés, dont le plus connu du grand public est,
sans contredit, la phénolsulfonephtaléine, également
appelée « rouge de phénol ». Cette molécule est commercialisée pour déterminer le pH de l’eau des piscines
4 . En solution aqueuse acide, plus particulièrement
à un pH de 6,4 et moins, le rouge de phénol est jaune.
Toutefois, en solution aqueuse basique à un pH de 8,0
et plus, la forme basique de cet indicateur est prépondérante et la solution devient rouge. La zone de virage de
cet indicateur se situe donc entre 6,4 et 8,0. La solution
est à ce moment de couleur orangée.
Comment expliquer le phénomène de changement
de couleur dans la zone de virage ? Il suft tout d’abord
d’observer les modications structurales que subit la
molécule au moment de son passage du milieu acide au
milieu basique (et vice versa).
En milieu acide, la molécule existe sous une forme
cyclique. Cette dernière possède trois cycles aromatiques
isolés les uns des autres (en bleu dans la structure de gauche). La phénolsulfonephtaléine émet dans une longueur
d’onde d’environ 580 nm, ce qui correspond à la couleur
jaune. Par opposition, en milieu basique, la molécule
existe sous une forme ouverte permettant au phénomène
de résonance de s’effectuer sur l’ensemble de la structure. Cette dernière forme est alors beaucoup plus stable
et moins énergétique que la forme cyclique. Puisque la
longueur d’onde d’émission est inversement proportionnelle à l’énergie (E = hc /λ), la longueur d’onde d’émission associée à la structure ouverte est supérieure à celle
de la forme cyclique. Sa valeur est de plus de 625 nm, ce
qui correspond à la couleur rouge observée.
L’ouverture du cycle de la phénolsulfonephtaléine
nécessite tout d’abord la déprotonation d’un des groupements hydroxyles (OOH) par une base. Puis, le doublet
d’électrons libre se délocalise au travers de la molécule.
8.5 Substituants activants et désactivants
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