Fiche de révision : Analyse chimique par titrage

📋 Plan du Cours

1. Titre massique et concentrations
2. Principe et équivalence des titrages
3. Suivi pH-métrique d’un titrage
4. Suivi conductimétrique d’un titrage

📖 1. Titre massique et concentrations

🔑 Notions clés & Définitions

• Titre massique : Le titre massique est la masse de soluté dissous dans 100 g de solution et s’exprime en pourcentage : $t=\frac{m_{\text{soluté}}}{m_{\text{solution}}}\times100$.

★ À maîtriser

📐 Formule - La masse volumique d’une solution vérifie $\rho_{\text{solution}}=\frac{m_{\text{solution}}}{V_{\text{solution}}}$.

📐 Formule - La concentration en masse est le rapport de la masse de soluté au volume de solution : $C_m=\frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}$, en g·L⁻¹.

Compléments

📐 Formule - La densité d’une solution est le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau : $d_{\text{solution}}=\frac{\rho_{\text{solution}}}{\rho_{\text{eau}}}$.

📐 Formule - La concentration molaire est le rapport de la quantité de matière au volume de solution : $C=\frac{n}{V}$, en mol·L⁻¹.

📐 Formule - Le titre massique, la concentration molaire et la masse volumique de la solution sont reliés par $t=\frac{M\times C}{\rho_{\text{solution}}}\times 100$.

📖 2. Principe et équivalence des titrages

🔑 Notions clés & Définitions

• Titrage : Un titrage est une technique expérimentale destructive qui détermine la concentration d’une solution par une ou plusieurs transformations chimiques, en consommant l’espèce à doser.
• Équivalence : L’équivalence est l’instant où les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques et sont totalement consommés ; le réactif limitant change.
• Réaction support : La réaction support du titrage est la transformation chimique entre l’espèce titrante versée et l’espèce titrée, représentée par une équation comportant une flèche de réaction.

📝 Points essentiels

📌 L’espèce titrée est l’espèce de concentration inconnue, tandis que l’espèce titrante est l’espèce de concentration connue versée pour la doser.

📐 Formule - Pour une réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$, à l’équivalence les quantités de matière vérifient $\frac{n(A)}{a}=\frac{n(B)}{b}$.

📐 Formule - À l’équivalence, les concentrations et volumes vérifient $\frac{C_A V_A}{a}=\frac{C_B V_E}{b}$, où $V_E$ est le volume de titrant versé à l’équivalence.

💡 Astuce mémo

À l’équivalence, les réactifs sont totalement consommés ; avant, le réactif limitant change.

📖 3. Suivi pH-métrique d’un titrage

★ À maîtriser

• Un titrage mettant en jeu une réaction acido-basique peut être suivi au pH-mètre en mesurant le pH pour différents volumes de titrant versés.

• Un indicateur coloré repère l’équivalence d’un dosage acido-basique si sa zone de virage contient le pH à l’équivalence.

• L’exploitation du suivi pH-métrique consiste à écrire la réaction support, tracer $pH=f(V_B)$, repérer l’équivalence par la méthode des tangentes ou par la courbe dérivée, puis déduire le volume équivalent et la concentration de l’espèce recherchée.

Compléments

• Le bleu de bromothymol passe du jaune au bleu dans la zone de virage de pH 6,0–7,6.

• Le rouge de méthyle passe du rouge au jaune dans la zone de virage de pH 4,2–6,2.

• Le protocole de suivi pH-métrique consiste à prélever la solution à la pipette jaugée rincée avec celle-ci, la verser dans un bécher, ajouter de l’eau distillée pour immerger la sonde, agiter, préparer la burette avec le titrant, puis relever les volumes versés et les pH, avec des ajouts plus fins près de l’équivalence.

• La courbe dérivée du suivi pH-métrique représente $\frac{dpH}{dV_B}$ et le point d’équivalence se repère à son extremum.

• Après le dosage, le résultat est formulé en phrase, les incertitudes de mesure sont estimées et la valeur expérimentale est comparée à celle du fabricant ou aux normes données.

📖 4. Suivi conductimétrique d’un titrage

📝 Points essentiels

• Un titrage mettant en jeu une réaction avec des ions peut être suivi au conductimètre en mesurant la conductivité $\sigma$ pour différents volumes de titrant versés.