Fiche de révision : Dosages par titrage

📋 Plan du Cours

1. Principe et conditions du titrage
2. Équivalence et résolution du titrage
3. Suivi pH-métrique et équivalence
4. Indicateur coloré de fin de titrage
5. Suivi conductimétrique
6. Concentration et pourcentage massique

📖 1. Principe et conditions du titrage

🔑 Notions clés & Définitions

• Espèce titrée : Espèce dont la quantité de matière doit être déterminée et qui est prélevée avec une pipette jaugée.
• Réactif titrant : Réactif qui réagit avec l’espèce titrée, possède une concentration parfaitement connue et est ajouté progressivement à la prise d’essai à l’aide d’une burette graduée.
• Dosage : Détermination de la quantité de matière ou de la concentration d’une espèce chimique présente dans un échantillon ou un mélange.

★ À maîtriser

📌 Un dosage par étalonnage est une méthode physique d’analyse, tandis qu’un dosage par titrage est une méthode chimique qui réalise une transformation chimique.

📌 La réaction support d’un titrage doit être totale, rapide et unique, c’est-à-dire spécifique de l’espèce à titrer.

Compléments

• Un titrage est une méthode destructive, car la réaction chimique consomme l’espèce à doser.

• Une réaction totale s’écrit avec une flèche simple → et non une flèche d’équilibre ⇄.

💡 Astuce mémo

Le titrant est connu et ajouté ; le titré est recherché et consommé.

📖 2. Équivalence et résolution du titrage

🔑 Notions clés & Définitions

• Équivalence : Atteinte lorsque les réactifs titrant et titré ont été totalement consommés et sont introduits dans les proportions stœchiométriques.

★ À maîtriser

• 🔄 La résolution d’un exercice de titrage suit ces étapes :
  1. Identifier les solutions titrée et titrante
  2. Écrire l’équation de la réaction support du titrage
  3. Déterminer le volume équivalent en expérience si nécessaire
  4. Exprimer la relation stœchiométrique à l’équivalence
  5. Calculer la concentration ou la quantité de matière inconnue

Compléments

• Le volume de solution titrante versé à l’équivalence est noté $V_E$.

💡 Astuce mémo

Identifier, écrire, repérer, relier, calculer.

📖 3. Suivi pH-métrique et équivalence

★ À maîtriser

• Le suivi pH-métrique est utilisé pour une réaction acide-base et consiste à mesurer l’évolution du pH avec un pH-mètre.

• Le point d’équivalence peut être repéré par :

  • la méthode des tangentes parallèles
  • la méthode de la dérivée
  • un indicateur coloré

Compléments

📌 Si la solution titrée est acide, son pH initial est inférieur à 7 ; si elle est basique, son pH initial est supérieur à 7.

📌 La méthode des tangentes parallèles est graphique, tandis que la méthode de la dérivée est numérique et nécessite un ordinateur.

• 🔄 La méthode des tangentes parallèles suit ces étapes :
  1. Tracer deux tangentes à la courbe avant et après le saut de pH
  2. Tracer une droite perpendiculaire aux deux tangentes
  3. Tracer une droite parallèle et équidistante des deux tangentes
  4. Repérer l’intersection de cette parallèle avec la courbe

📖 4. Indicateur coloré de fin de titrage

★ À maîtriser

• Lors d’un titrage colorimétrique, un changement de couleur est observé à l’équivalence.

📌 L’indicateur coloré est choisi de sorte que le pH à l’équivalence se trouve dans sa zone de virage.

Compléments

• Un indicateur coloré possède des propriétés acido-basiques et sa couleur dépend du pH.

📌 On ajoute seulement deux ou trois gouttes d’indicateur coloré à la solution titrée afin de ne pas fausser le titrage.

📖 5. Suivi conductimétrique

★ À maîtriser

📌 Un titrage conductimétrique est adapté lorsque la réaction support fait intervenir des ions, car les ions des réactifs et des produits ne conduisent pas le courant de la même façon.

• Le graphe de conductivité $\sigma=f(V_B)$ est constitué de deux segments de droites dont l’intersection repère l’équivalence.

Compléments

📌 Lors d’un titrage conductimétrique, la dilution doit être négligeable.

• Pour interpréter la pente d’un titrage conductimétrique, il faut inventorier les ions, suivre l’évolution de leurs quantités avant et après l’équivalence, puis déduire l’évolution de la conductivité à l’aide de la loi de Kohlrausch et des conductivités molaires ioniques.

📐 Formule - La réaction support du titrage de l’acide chlorhydrique par l’hydroxyde de sodium est $\mathrm{H_3O^+_{(aq)}+HO^-_{(aq)}\rightarrow 2H_2O_{(\ell)}}$.

📖 6. Concentration et pourcentage massique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pourcentage massique : Quotient de la masse de E par la masse totale du liquide, les deux masses étant exprimées dans la même unité.
• Densité : Rapport de la masse volumique du liquide à celle de l’eau ; elle est sans unité.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le pourcentage massique vérifie $P_m(E)=\frac{m(E)}{m_{tot}}\times 100$.

📐 Formule - La densité vérifie $d=\frac{\rho_{liq}}{\rho_{eau}}$.

• La masse volumique de l’eau vaut 1,00 × 10³ g·L⁻¹.

• La concentration molaire, la masse molaire, la densité et la masse volumique de l’eau permettent de déduire le pourcentage massique d’un soluté dans un liquide.