Analyser un système par des méthodes chimiques

Analyser un système par des méthodes chimiques

Quand un fabricant indique « vinaigre 8° d'acidité », ou « sérum physiologique 0,154 mol·L⁻¹ », comment vérifie-t-on ces étiquettes ? En provoquant une réaction chimique contrôlée avec l'espèce à doser : c'est le principe du titrage.

À la fin de ce chapitre, tu sauras :

préparer une solution à partir d'un titre massique et d'une densité ;

identifier la réaction support d'un titrage (unique, totale, rapide) ;

établir la relation à l'équivalence entre les quantités de matière ;

exploiter un titrage avec suivi pH-métrique (méthode des tangentes, dérivée) ;

exploiter un titrage avec suivi conductimétrique et justifier qualitativement les pentes ;

déterminer une concentration, une quantité de matière ou une masse à partir d'un titrage.

Pourquoi titrer ?

Au chapitre précédent, on a vu comment déterminer la composition d'une solution sans la faire réagir (méthodes physiques : pH, Beer-Lambert, conductimétrie, gaz parfait). Mais ces méthodes ont des limites : elles ne fonctionnent pas pour une espèce sans signature claire (incolore, peu conductrice…).

Les méthodes chimiques contournent cette limite : on fait réagir l'espèce à doser avec une autre espèce, dont la quantité est contrôlée. La réaction étant totale, on peut remonter à la quantité de l'espèce de départ.

Question directrice Comment la mise en œuvre d'une réaction chimique permet-elle de déterminer la concentration d'une espèce dans une solution ?

Titre massique d'une solution

Titre massique Le titre massique (ou pourcentage massique), noté t, d'une espèce en solution est le rapport entre la masse m de cette espèce et la masse totale de la solution m_solution :

t = (m)/(m_solution) t est sans unité, ou exprimé en pourcentage (%). Les masses m et m_solution sont en grammes (g).

Exemple : l'acide chlorhydrique commercial Sur l'étiquette d'un flacon d'acide chlorhydrique concentré, on lit « HCl 37 % ». Cela signifie que t = 0,37 :

100 g de solution = 37 g de HCl + 63 g d'eau

Densité d'une solution

Densité La densité d d'un échantillon est le rapport entre sa masse volumique ρ et celle d'un corps de référence _0 (l'eau pour les liquides et solides) :

d = (ρ)/( _0) d est sans unité. Pour l'eau, _0 = 1,00 × 10^3 g·L^-1 (ou 1,00 g·mL⁻¹).

Exemple : solution d'HCl 37 % Sur l'étiquette du flacon, on lit d = 1,19.

On en déduit la masse volumique de la solution :

ρ = d × _0 = 1,19 × 1,00 × 10^3 = 1,19 × 10^3 g·L^-1 Donc 1 L de cette solution pèse 1,19 kg.

Préparer une solution à partir d'une solution commerciale

Au laboratoire, on dispose souvent de solutions commerciales concentrées caractérisées par leur titre massique et leur densité. Pour préparer une solution diluée de concentration en quantité de matière donnée, on fait le chemin :

Méthode pas à pas Masse volumique de la solution commerciale : ρ = d × _0.

Masse de 1 L de solution commerciale : m_sol = ρ × V (avec V = 1,00 L).

Masse de soluté dans 1 L : m_soluté = t × m_sol.

Quantité de matière de soluté dans 1 L : n = m_soluté / M.

Concentration de la solution commerciale : c_com = n / V.

Volume à prélever pour préparer V de solution diluée à c : V_prél = (c × V)/(c_com) Réflexe à avoir

La concentration d'une solution commerciale est typiquement très élevée (parfois > 10 mol·L⁻¹). Le volume à prélever est donc petit (mL). Toujours utiliser une pipette jaugée ou une pipette graduée pour les petits volumes, jamais une éprouvette.

Principe d'un titrage

Titrage Un titrage est une méthode de dosage qui consiste à déterminer la quantité de matière, la masse ou la concentration d'une espèce chimique (le réactif titré) en la faisant réagir avec un réactif titrant de concentration connue.

Trois exigences sur la réaction support La réaction support du titrage doit être :

unique (une seule réaction se produit) ; totale (le réactif limitant est entièrement consommé) ; rapide (instantanée à l'échelle du titrage).

0 0 500 540 http://www.w3.org/2000/svg 0% #ffffff 32% #f8fafc 62% #eef2f7 100% #e2e8f0 0% #bfdbfe 45% #93c5fd 100% #60a5fa ui-sans-serif, system-ui 11 #0f172a 44 505 #334155 46 508 #475569 #1e293b 96 58 #64748b #475569 0.5 97.5 58 #94a3b8 0.6 91 103 #475569 #1e293b 111 114 #94a3b8 #1e293b 0.6 109 110 #64748b #1e293b 0.8 158 106 #475569 #1e293b 0.8 M160 64 L200 64 L196 53 L164 53 Z #fafdff #0f172a 1.5 163 64 url(#titGlass) #0f172a 1.5 165 86 url(#titrant) 0.92 M165 86 Q180 93 195 86 #93c5fd #2563eb 168 70 1.5 #ffffff 0.55 #0f172a #475569 163 88 172 88 158 91 end 163 130 172 130 158 133 end 163 172 172 172 158 175 end 10 163 214 172 214 158 217 end 15 163 256 172 256 158 259 end 20 163 298 172 298 158 301 end 25 #94a3b8 0.6 163 96.4 168 96.4 163 104.8 168 104.8 163 113.2 168 113.2 163 121.6 168 121.6 163 138.4 168 138.4 163 146.8 168 146.8 163 155.2 168 155.2 163 163.6 168 163.6 163 180.4 168 180.4 163 188.8 168 188.8 163 197.2 168 197.2 163 205.6 168 205.6 163 222.4 168 222.4 163 230.8 168 230.8 163 239.2 168 239.2 163 247.6 168 247.6 163 264.4 168 264.4 163 272.8 168 272.8 163 281.2 168 281.2 163 289.6 168 289.6 163 346 #475569 #1e293b 197 345 #94a3b8 #1e293b 180 351.5 2.5 #cbd5e1 #1e293b 0.7 M173 357 L187 357 L182 381 L178 381 Z #eef6ff #0f172a 1.2 180 386 #3b82f6 M130 414 L121 410 L121 417 L130 419 #eef6ff #0f172a 1.5

M130 412 L130 490 Q130 495 135 495 L225 495 Q230 495 230 490 L230 412 url(#titGlass) #0f172a 1.5 130 412 230 412 #0f172a 1.5

M132 442 L132 490 Q132 493 135 493 L225 493 Q228 493 228 490 L228 442 Z #e0f2fe 0.7 M132 442 Q160 438 180 442 Q205 446 228 442 none #7dd3fc 0.9 0.8 M213 250 L213 402 none #0f172a 1.5 206 400 #475569 #1e293b 0.8 208 409 #e2e8f0 #0f172a 210 413 #ffffff 0.5 213.5 470 #cbd5e1 #0f172a 164 484 3.5 #f8fafc #334155 1.2 M150 489 q5 6 12 4.5 none #94a3b8 1.2 M162 493.5 l-1.5 -3.5 l4 1 Z #94a3b8 M211 489 q-5 6 -12 4.5 none #94a3b8 1.2 M199 493.5 l1.5 -3.5 l-4 1 Z #94a3b8 M120 498 L127 493 L262 493 L255 498 Z #e2e8f0 #1e293b 120 498 #cbd5e1 #1e293b 1.2 242 509 #94a3b8 #1e293b 242 503 242 509 #1e293b 1.5 133 509 2.6 #16a34a #94a3b8 306 128 198 128 306 240 221 410 306 362 231 452 306 430 198 487 306 474 256 508 88 300 103 300 #475569 197 128 1.8 227 410 1.8 230 452 1.8 197 487 1.8 255 508 1.8 103 300 1.8 #0f172a 312 124 12 700 burette graduée 312 138 10 #475569 solution titrante 312 150.5 9.5 #64748b (concentration connue) 312 232 12 700 sonde 312 246 10 #475569 pH-métrique 312 258.5 9.5 #64748b ou conductimétrique 312 352 12 700 bécher 312 366 10 #475569 solution titrée 312 378.5 9.5 #64748b (c inconnue, volume V₀) 312 434 12 700 barreau aimanté 312 470 12 700 agitateur magnétique 312 483 9.5 #64748b (agitation continue) 84 304 12 700 end #0f172a potence

Montage complet d'un titrage : potence + burette graduée (solution titrante), bécher (solution titrée) sur agitateur magnétique, sonde plongée dans la solution.

L'équivalence : le moment clé

Équivalence L'équivalence d'un titrage correspond à l'état du système chimique pour lequel les espèces titrante et titrée ont été introduites dans les proportions stœchiométriques : elles sont donc totalement consommées.

Pour une réaction support d'équation :

a A_(aq) + b B_(aq) → c C + d D (avec A = réactif titré, B = réactif titrant), la relation à l'équivalence s'écrit :

Relation à l'équivalence (n_0(A))/(a) = (n_E(B))/(b) avec :

n_0(A) = quantité de matière initiale du réactif titré dans le bécher,

n_E(B) = quantité de matière de réactif titrant versée à l'équivalence.

Forme exploitable En remplaçant les quantités par n = c × V : (c_A × V_A)/(a) = (c_B × V_E)/(b)

C'est cette relation qui permet de déterminer c_A connaissant les autres grandeurs.

Évolution des quantités au cours du titrage

Au cours d'un titrage, le réactif titrant versé réagit totalement avec le réactif titré. Trois étapes se succèdent en fonction du volume V de titrant versé :

① Avant l'équivalence V < Vₑ Le titrant est le réactif limitant. La quantité de titré dans le bécher diminue.

② À l'équivalence V = Vₑ Réactifs introduits en proportions stœchiométriques. Tous deux totalement consommés. C'est le moment qu'on cherche à repérer.

③ Après l'équivalence V > Vₑ Le titré est épuisé. Le titrant ajouté s'accumule sans plus réagir.

0 0 540 320 http://www.w3.org/2000/svg ui-sans-serif, system-ui 11 #0f172a 60 40 60 270 #0f172a 1.5 60 270 500 270 #0f172a 1.5 20 35 11 700 n (mmol) 380 295 11 700 V titrant (mL) 280 40 280 280 #dc2626 1.5 4 3 270 305 12 700 #dc2626 Vₑ 60 40 #fef3c7 0.4 280 40 #dbeafe 0.4 155 58 11 700 #92400e middle ① avant 390 58 11 700 #1e3a8a middle ③ après M 60 80 L 280 260 L 500 260 none #dc2626 2.5 100 125 11 700 #dc2626 n(titré) M 60 260 L 280 260 L 500 80 none #2563eb 2.5 430 125 11 700 #2563eb n(titrant) M 60 260 L 280 100 L 500 100 none #16a34a 2.5 370 92 11 700 #16a34a n(produit) 280 260 #dc2626 290 252 10 700 #dc2626 équivalence

Évolution des quantités de matière au cours d'un titrage. Avant Vₑ : le titré (rouge) diminue. Après Vₑ : le titrant (bleu) s'accumule. Le produit (vert) atteint un plateau à l'équivalence.

Titrage avec suivi pH-métrique

Un titrage pH-métrique repose sur une réaction acide-base. Après chaque ajout de solution titrante, on mesure le pH du mélange à l'aide d'un pH-mètre (et de son agitateur magnétique). On trace la courbe pH = f(V).

Saut de pH À l'équivalence, on observe une brusque variation du pH appelée saut de pH. C'est ce saut qui permet de repérer le volume équivalent graphiquement.

Sens de la courbe Si on titre un acide par une base → courbe croissante (le pH augmente quand on verse la base).

Si on titre une base par un acide → courbe décroissante (le pH diminue quand on verse l'acide).

0 0 540 320 http://www.w3.org/2000/svg ui-sans-serif, system-ui 11 #0f172a 60 40 60 270 #0f172a 1.5 60 270 500 270 #0f172a 1.5 40 35 11 700 pH 380 295 11 700 V titrant (mL) 42 265 10 55 262 60 262 #0f172a 42 160 10 55 155 60 155 #0f172a 38 50 10 12 55 47 60 47 #0f172a 56 285 10 155 285 10 270 285 10 10 385 285 10 15 495 285 10 20

M 60 240 C 150 235, 210 232, 245 220 C 265 213, 274 200, 278 175 C 281 150, 282 130, 282 105 C 286 90, 295 80, 320 75 C 400 65, 450 60, 500 55 none #1e3a8a 2.5 round 282 40 282 270 #dc2626 1.5 4 3 282 305 12 700 #dc2626 middle Vₑ 60 147 282 147 #dc2626 1.5 4 3 32 151 10 700 #dc2626 pHₑ 282 147 #dc2626 297 142 11 700 #dc2626 335 195 335 80 #16a34a 1.5 331 195 339 195 #16a34a 1.5 331 80 339 80 #16a34a 1.5 350 145 11 700 #16a34a saut de pH

Courbe pH = f(V) lors du titrage d'un acide par une base. À l'équivalence, le pH varie brusquement (saut de pH) ; le point E donne le couple (Vₑ, pHₑ).

Méthode des tangentes

Pour repérer précisément l'équivalence sur la courbe pH = f(V), on utilise la méthode des tangentes :

Procédure Tracer la courbe lissée à partir des points expérimentaux.

Tracer une première tangente (T_1) à la courbe, avant le saut de pH.

Tracer une seconde tangente (T_2) à la courbe, parallèle à (T_1), après le saut.

Tracer une perpendiculaire commune entre les deux tangentes ; repérer son milieu.

Tracer la droite (D) parallèle aux deux tangentes passant par ce milieu.

Le point E où (D) coupe la courbe est le point d'équivalence : abscisse = Vₑ, ordonnée = pHₑ.

0 0 540 320 http://www.w3.org/2000/svg ui-sans-serif, system-ui 11 #0f172a 60 40 60 270 #0f172a 1.5 60 270 500 270 #0f172a 1.5 40 35 11 700 pH 492 294 11 700 end V (mL) 60.0 270 60.0 274 #0f172a 60.0 286 middle #475569 170.0 270 170.0 274 #0f172a 170.0 286 middle #475569 280.0 270 280.0 274 #0f172a 280.0 286 middle #475569 10 390.0 270 390.0 274 #0f172a 390.0 286 middle #475569 15 500.0 270 500.0 274 #0f172a 500.0 286 middle #475569 20

60.0,253.6 62.0,253.3 64.0,253.0 66.0,252.7 68.0,252.4 70.0,252.1 72.0,251.8 74.0,251.5 76.0,251.2 78.0,250.9 80.0,250.6 82.0,250.3 84.0,250.0 86.0,249.7 88.0,249.4 90.0,249.1 92.0,248.8 94.0,248.5 96.0,248.2 98.0,247.9 100.0,247.6 102.0,247.3 104.0,247.0 106.0,246.7 108.0,246.4 110.0,246.1 112.0,245.8 114.0,245.5 116.0,245.2 118.0,244.9 120.0,244.6 122.0,244.3 124.0,244.0 126.0,243.7 128.0,243.4 130.0,243.1 132.0,242.8 134.0,242.5 136.0,242.2 138.0,241.9 140.0,241.6 142.0,241.3 144.0,241.0 146.0,240.7 148.0,240.4 150.0,240.1 152.0,239.8 154.0,239.5 156.0,239.2 158.0,238.9 160.0,238.6 162.0,238.3 164.0,238.0 166.0,237.7 168.0,237.4 170.0,237.1 172.0,236.8 174.0,236.5 176.0,236.2 178.0,235.9 180.0,235.6 182.0,235.4 184.0,235.1 186.0,234.8 188.0,234.5 190.0,234.2 192.0,233.9 194.0,233.6 196.0,233.3 198.0,233.0 200.0,232.7 202.0,232.4 204.0,232.1 206.0,231.8 208.0,231.5 210.0,231.2 212.0,230.9 214.0,230.6 216.0,230.3 218.0,230.0 220.0,229.6 222.0,229.3 224.0,229.0 226.0,228.7 228.0,228.4 230.0,228.1 232.0,227.7 234.0,227.4 236.0,227.0 238.0,226.7 240.0,226.2 242.0,225.8 244.0,225.3 246.0,224.8 248.0,224.1 250.0,223.4 252.0,222.5 254.0,221.4 256.0,220.1 258.0,218.5 260.0,216.5 262.0,213.9 264.0,210.8 266.0,207.0 268.0,202.3 270.0,196.6 272.0,190.0 274.0,182.3 276.0,173.8 278.0,164.6 280.0,155.0 282.0,145.4 284.0,136.2 286.0,127.7 288.0,120.0 290.0,113.4 292.0,107.7 294.0,103.0 296.0,99.2 298.0,96.1 300.0,93.5 302.0,91.5 304.0,89.9 306.0,88.6 308.0,87.5 310.0,86.6 312.0,85.9 314.0,85.2 316.0,84.7 318.0,84.2 320.0,83.8 322.0,83.3 324.0,83.0 326.0,82.6 328.0,82.3 330.0,81.9 332.0,81.6 334.0,81.3 336.0,81.0 338.0,80.7 340.0,80.4 342.0,80.0 344.0,79.7 346.0,79.4 348.0,79.1 350.0,78.8 352.0,78.5 354.0,78.2 356.0,77.9 358.0,77.6 360.0,77.3 362.0,77.0 364.0,76.7 366.0,76.4 368.0,76.1 370.0,75.8 372.0,75.5 374.0,75.2 376.0,74.9 378.0,74.6 380.0,74.4 382.0,74.1 384.0,73.8 386.0,73.5 388.0,73.2 390.0,72.9 392.0,72.6 394.0,72.3 396.0,72.0 398.0,71.7 400.0,71.4 402.0,71.1 404.0,70.8 406.0,70.5 408.0,70.2 410.0,69.9 412.0,69.6 414.0,69.3 416.0,69.0 418.0,68.7 420.0,68.4 422.0,68.1 424.0,67.8 426.0,67.5 428.0,67.2 430.0,66.9 432.0,66.6 434.0,66.3 436.0,66.0 438.0,65.7 440.0,65.4 442.0,65.1 444.0,64.8 446.0,64.5 448.0,64.2 450.0,63.9 452.0,63.6 454.0,63.3 456.0,63.0 458.0,62.7 460.0,62.4 462.0,62.1 464.0,61.8 466.0,61.5 468.0,61.2 470.0,60.9 472.0,60.6 474.0,60.3 476.0,60.0 478.0,59.7 480.0,59.4 482.0,59.1 484.0,58.8 486.0,58.5 488.0,58.2 490.0,57.9 492.0,57.6 494.0,57.3 496.0,57.0 498.0,56.7 500.0,56.4 none #1e3a8a 2.5 round round 71.0 251.9 335.0 212.5 #16a34a 1.6 6 3 148.0 240.4 2.6 #16a34a 75.4 245.3 11 700 #15803d (T₁) 225.0 97.5 489.0 58.1 #16a34a 1.6 6 3 412.0 69.6 2.6 #16a34a 486.8 52.4 11 700 end #15803d (T₂) 289.6 219.3 270.4 90.7 #475569 1.3 298.5,218.0 297.2,209.0 288.3,210.4 none #475569 274.0 149.0 222 116 #94a3b8 0.8 220 114 10 end #475569 milieu 71.0 186.2 489.0 123.8 #dc2626 86.4 177.9 11 700 #dc2626 (D) 280.0 155.0 280.0 270 #dc2626 3 3 60 155.0 280.0 155.0 #dc2626 3 3 280.0 155.0 4.5 #dc2626 289.0 148.0 11 700 #dc2626 280.0 298 10 700 middle #dc2626 Vₑ 52 158.0 10 700 end #dc2626 pHₑ

Méthode des tangentes : deux tangentes parallèles (T₁) et (T₂) encadrent le saut de pH ; la droite (D) parallèle passe par le milieu de la perpendiculaire commune, ici confondu avec le point d'équivalence E, là où (D) coupe la courbe.

Méthode alternative : la dérivée On peut aussi tracer la dérivée (dpH)/(dV) en fonction de V. Elle présente un extremum (maximum si la courbe est croissante, minimum si décroissante) dont l'abscisse est exactement Vₑ. Plus précis et plus rapide quand on a un tableur.

Suivi colorimétrique avec un indicateur coloré

Indicateur coloré acido-basique Un indicateur coloré est une espèce chimique dont la forme acide et la forme basique n'ont pas la même couleur. Entre les deux, il existe une zone de pH appelée zone de virage où les deux couleurs coexistent.

Choisir le bon indicateur Pour qu'un indicateur coloré convienne au titrage, le pH à l'équivalence pHₑ doit être compris dans sa zone de virage. Il faut donc estimer pHₑ avant le titrage (par simulation, ou en repérant la nature de la réaction).

Trois indicateurs courants Hélianthine : zone de virage 3,1 – 4,4 (rouge → jaune). Convient pour titrer un acide fort par une base forte.

Bleu de bromothymol (BBT) : zone de virage 6,0 – 7,6 (jaune → bleu). Convient autour de pH = 7.

Phénolphtaléine : zone de virage 8,2 – 10,0 (incolore → rose). Convient pour titrer un acide faible par une base forte (pHₑ > 7).

Titrage avec suivi conductimétrique

Un titrage conductimétrique repose sur une réaction qui met en jeu des ions. Après chaque ajout de solution titrante, on mesure la conductivité σ (ou la conductance G) du mélange. On trace σ = f(V).

Allure de la courbe La courbe σ = f(V) est constituée de deux portions de droite de pentes différentes qui se coupent en un point : c'est le volume équivalent Vₑ (rupture de pente).

Précaution expérimentale : diluer le bécher Pour que les portions soient des droites (loi de Kohlrausch valide), la variation de volume due à l'ajout de titrant doit être négligeable. On ajoute donc un grand volume d'eau distillée dans le bécher (typiquement Vtotal > 100 mL) avant de commencer le titrage. Cela ne change pas la quantité de matière à doser, mais stabilise le volume.

Interpréter la pente d'une courbe conductimétrique

Méthode en 3 étapes Inventaire de tous les ions présents dans le mélange à chaque étape (avant et après équivalence), y compris les spectateurs.

Évolution de la concentration de chaque ion (qui apparaît, qui disparaît, qui s'accumule).

Loi de Kohlrausch : combiner les λ_i avec les concentrations pour déduire la pente de σ avant et après équivalence.

Conductivités molaires ioniques λ : données fournies

Ces valeurs (à 25 °C) sont toujours fournies dans l'énoncé : aucune n'est à connaître par cœur. Seul compte le raisonnement sur leur évolution.

Ion λ (mS·m²·mol⁻¹) H₃O⁺ 34,98 HO⁻ 19,86 Cl⁻ 7,63 NO₃⁻ 7,11 Ag⁺ 6,19 Na⁺ 5,01 Exemple : titrage de Cl⁻ par Ag⁺

Réaction support : Ag^+_(aq) + Cl^-_(aq) → AgCl_(s).

Solution titrée : Na⁺ + Cl⁻ ; solution titrante : Ag⁺ + NO₃⁻ ; spectateurs : Na⁺ et NO₃⁻.

Avant Vₑ : Cl⁻ disparaît (réagit avec Ag⁺ qui précipite), NO₃⁻ apparaît, Na⁺ stable. On remplace donc un ion Cl⁻ (λ = 7,63) par un ion NO₃⁻ (λ = 7,11) → λ diminue un peu → pente légèrement négative.

Après Vₑ : tous les Cl⁻ ont été consommés. Maintenant on ajoute des Ag⁺ et des NO₃⁻ qui s'accumulent → la conductivité augmente franchement → pente positive plus grande.

0 0 540 320 http://www.w3.org/2000/svg ui-sans-serif, system-ui 11 #0f172a 60 40 60 270 #0f172a 1.5 60 270 500 270 #0f172a 1.5 22 34 11 700 σ (S·m⁻¹) 494 294 11 700 end V titrant (mL) 60.0 270 60.0 274 #0f172a 60.0 286 middle #475569 170.0 270 170.0 274 #0f172a 170.0 286 middle #475569 280.0 270 280.0 274 #0f172a 280.0 286 middle #475569 10 390.0 270 390.0 274 #0f172a 390.0 286 middle #475569 15 500.0 270 500.0 274 #0f172a 500.0 286 middle #475569 20 93.0 237.9 368.0 203.1 #d97706 1.5 6 4 192.0 283.9 467.0 66.1 #d97706 1.5 6 4 60.0 242.1 280.0 214.2 #1e3a8a 2.6 280.0 214.2 500.0 40.0 #1e3a8a 2.6 104.0 227.5 11 700 #b45309 droite avant Vₑ 117.2 238.9 #92400e (pente faible) 445.0 67.6 11 700 end #b45309 droite après Vₑ 445.0 80.6 end #92400e (pente forte) 280.0 214.2 280.0 270 #dc2626 1.2 3 3 280.0 214.2 4.8 #dc2626 289.0 218.2 11 700 #dc2626 280.0 298 11 700 middle #dc2626 Vₑ

Courbe σ = f(V) du titrage de Cl⁻ par Ag⁺. On trace les deux droites sur leurs portions linéaires (de part et d'autre de l'équivalence), puis on les prolonge : leur intersection E donne le volume équivalent Vₑ.

Gestes au laboratoire (TP titrage)

Le titrage est l'une des manipulations les plus fréquentes de l'épreuve pratique du bac. Quelques gestes essentiels à maîtriser :

Burette : préparation Rincer la burette d'abord à l'eau distillée, puis avec un peu de la solution titrante (jamais l'inverse !).

Remplir au-dessus du zéro, puis purger le robinet pour évacuer les bulles.

Ajuster au zéro en lisant au niveau du ménisque (œil à hauteur).

Bécher : préparation Prélever le volume V₀ de solution titrée à la pipette jaugée (jamais à l'éprouvette).

Pour un titrage conductimétrique : ajouter de l'eau distillée pour atteindre > 100 mL et négliger la dilution.

Plonger la sonde de manière à ce qu'elle soit complètement immergée sans toucher le barreau aimanté.

Versement et mesure Verser le titrant par petits volumes (1 mL, puis 0,5 mL ou 0,1 mL près de l'équivalence).

Attendre la stabilisation de la mesure (pH ou σ) avant de noter la valeur.

L'agitateur doit tourner doucement, ni trop vite (vortex, projections) ni trop lent (homogénéisation insuffisante).

Erreurs fréquentes Oublier de rincer la burette avec la solution titrante (l'eau résiduelle dilue le titrant).

Ne pas purger le robinet → bulle d'air qui fausse Vₑ.

Lire le ménisque de travers (parallaxe) → erreur sur Vₑ de plusieurs mL.

Confondre solution titrante (burette) et solution titrée (bécher).

Ce qu'il faut retenir

Titre massique t = m / m_sol + densité d = ρ / _0 permettent de remonter à la concentration d'une solution commerciale.

Un titrage repose sur une réaction support unique, totale et rapide. Le réactif titrant (concentration connue) est dans la burette, le réactif titré (à doser) est dans le bécher.

À l'équivalence, les réactifs sont introduits en proportions stœchiométriques : (n_0(A))/(a) = (n_E(B))/(b).

Suivi pH-métrique : courbe pH = f(V) avec un saut de pH à l'équivalence, Vₑ trouvé par méthode des tangentes ou par dérivée.

Suivi conductimétrique : courbe σ = f(V) en deux droites de pentes différentes, Vₑ = rupture de pente. Diluer le bécher (> 100 mL) pour négliger la variation de volume.