Fiche de révision : Titrages chimiques et suivis

📋 Plan du Cours

1. Principes et équivalence du titrage
2. Relations et caractéristiques des solutions
3. Montage du suivi pH-métrique
4. Lecture des courbes pH-métriques
5. Montage et principe conductimétriques
6. Interprétation du suivi conductimétrique

📖 1. Principes et équivalence du titrage

🔑 Notions clés & Définitions

• Titrage : Dosage au cours duquel une réaction chimique support permet de déterminer la concentration, la quantité de matière ou la masse d’un soluté.
• Équivalence : Instant où les réactifs titrant et titré ont été introduits dans les proportions stœchiométriques et sont totalement consommés.

★ À maîtriser

• La réaction support doit être :
  • totale
  • rapide
  • unique

📌 La solution titrée contient le réactif dont on cherche la concentration, tandis que la solution titrante contient le réactif de concentration connue.

📌 Avant l’équivalence, les ions hydroxyde ajoutés sont limitants et l’acide éthanoïque reste en excès ; après l’équivalence, l’acide est épuisé et les ions hydroxyde sont en excès.

Compléments

• Lors du titrage de l’acide éthanoïque par les ions hydroxyde, la réaction est $\mathrm{CH_3COOH_{(aq)} + OH^-_{(aq)} \rightarrow CH_3COO^-_{(aq)} + H_2O_{(l)}}$.

📖 2. Relations et caractéristiques des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Titre massique : Rapport de la masse de soluté à la masse totale de solution et peut être exprimé en pourcentage.
• Densité : Rapport de sa masse volumique à celle de l’eau.

★ À maîtriser

📐 Formule - Pour une réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$, l’équivalence vérifie $\frac{n_i(A)}{a}=\frac{n_E(B)}{b}$.

📐 Formule - En utilisant $n=CV$, la relation à l’équivalence devient $\frac{C_A V_A}{a}=\frac{C_B V_E}{b}$.

Compléments

• Dans la plupart des titrages de niveau lycée, les coefficients stœchiométriques des réactifs sont égaux à 1.

📌 Le titre massique étant sans unité, les masses de soluté et de solution doivent être exprimées dans la même unité.

📖 3. Montage du suivi pH-métrique

★ À maîtriser

• En suivi pH-métrique, la solution titrante est placée dans la burette et la solution à titrer dans un bécher contenant la sonde du pH-mètre.

• En suivi pH-métrique, on ajoute progressivement le titrant et on relève le pH en fonction du volume versé.

Compléments

• Un barreau aimanté et un agitateur magnétique homogénéisent le milieu pendant l’ajout du titrant, ce qui évite des mesures de pH ou de conductivité faussées par un mélange non uniforme.

📖 4. Lecture des courbes pH-métriques

📝 Points essentiels

• Sur la courbe pH = f(V), le pH évolue doucement avant l’équivalence, présente un saut à l’équivalence, puis se stabilise après l’équivalence.

• La méthode des tangentes repère l’équivalence en traçant deux tangentes parallèles de part et d’autre du saut, puis une droite parallèle aux tangentes passant par le milieu d’un segment perpendiculaire à celles-ci ; l’intersection avec la courbe donne le point d’équivalence.

📌 Sur la courbe pH = f(V), l’équivalence se repère par un saut de pH, tandis que sur la courbe de la dérivée dpH/dV, elle se repère au sommet du pic maximal.

💡 Astuce mémo

Sur la courbe pH = f(V), l’équivalence est un saut ; sur sa dérivée, c’est un pic.

📖 5. Montage et principe conductimétriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Conductivité : Capacité d’une solution à conduire le courant électrique, qui augmente avec la présence d’ions mobiles chargés.

★ À maîtriser

• En suivi conductimétrique, la solution titrante est placée dans la burette, la solution à titrer dans un bécher et la sonde du conductimètre mesure la conductivité.

• En suivi conductimétrique, on ajoute progressivement le titrant et on relève la conductivité en fonction du volume versé.

Compléments

• La conductivité s’exprime en S·m⁻¹ ou en mS·cm⁻¹ selon l’appareil utilisé.

📖 6. Interprétation du suivi conductimétrique

★ À maîtriser

📌 Lorsque la réaction support fait disparaître ou apparaître des ions, la conductivité varie au cours du titrage.

• Sur la courbe de conductivité en fonction du volume, l’équivalence se repère à la rupture de pente, à l’intersection des droites ajustées avant et après cette rupture.

📌 Pour interpréter la conductivité, il faut prendre en compte les ions spectateurs présents dans le bécher, même s’ils ne participent pas à la réaction support.

📌 Avant l’équivalence du titrage de NaCl par AgNO₃, les ions chlorure diminuent et sont remplacés par des ions nitrate, tandis qu’après l’équivalence les ions argent et nitrate augmentent en solution ; comme λ(Cl⁻) > λ(NO₃⁻), la conductivité diminue avant l’équivalence puis augmente après.

Compléments

• Dans l’exemple du titrage du chlorure de sodium par le nitrate d’argent, la réaction forme un précipité insoluble de chlorure d’argent à partir des ions argent et chlorure.

💡 Astuce mémo

La disparition ou l’apparition d’ions → la conductivité varie.