CHIMIE

pH
s
pH E
0
dpH ( dV )
V E
E
teinte
de In –
zone de
virage
teinte
de HIn
Doc. 27 Diverses méthodes utilisées
en travaux pratiques pour déterminer
l’équivalence d’un titrage
acido-basique.
(*) Pour les titrages acido-basiques il n’y
a pas a priori de règle : la solution à titrer
peut indifféremment être placée dans le
bécher ou dans la burette.
teinte
de HIn
pKAi – 1
zone de virage
teinte sensible
pKAi
V
teinte de
In –
pH
pKAi +1
Doc. 28 Un indicateur coloré est
constitué par un couple acide-base
dont les espèces conjuguées ont des
teintes différentes.
La réaction acido-basique mise en jeu doit être :
– unique afin qu’une seule relation relie les quantités de réactifs mis en jeu ;
– quasi totale c’est-à-dire quantitative ;
– rapide afin que l’équivalence puisse être repérée avec précision dans un délai
assez bref.
COURS
D’autre part, l’équivalence, c’est-à-dire l’instant où les réactifs ont été mélangés
dans les proportions stœchiométriques de la réaction de titrage, doit pouvoir
être déterminée facilement. D’un point de vue pratique, la détermination de l’équivalence
s’effectue en utilisant par exemple l’une des méthodes déjà exposées en
Terminale :
– le virage ou changement de teinte d’un indicateur coloré acido-basique
(doc. 27) ;
– la brusque variation du pH de la solution au voisinage de l’équivalence E
conduisant à un extremum pour le graphe dpH / dV en ce point particulier de la
courbe pH = f (V) (doc. 27) ;
– le net changement de la conductivité s de la solution à l’équivalence E conduisant
généralement à la présence d’un point anguleux sur la courbe s = f (V)
(doc. 27).
5.2 Aspect pratique des titrages
Un volume précis de solution titrée (par exemple celle d’acide) est mesuré à la
pipette jaugée et introduit dans un bécher. La solution titrante (donc ici celle de
base) est alors placée dans la burette graduée (*) .
Le reste du matériel utilisé dépend de la nature du suivi choisi pour le titrage.
• Pour un suivi colorimétrique, on ajoute à la solution titrée un indicateur coloré
dont la zone de virage (doc. 28 et 29) contient le pH du point équivalent E.
• Pour un suivi pH-métrique, on utilise une sonde de pH reliée à un pH-mètre
(cf. annexe 4). Cette sonde constitue une pile dont l’électrode de verre est l’électrode
de mesure et la demi-pile AgCl/Ag l’électrode de référence ; le pH-mètre est
un millivoltmètre gradué en unité de pH. Un étalonnage préalable à l’aide d’une
solution tampon, de pH connu, est nécessaire avant toute mesure.
• Pour un suivi conductimétrique, on utilise une cellule conductimétrique reliée
à un conductimètre ; l’étalonnage préalable avec une solution étalon de conductivité
connue n’est pas indispensable ici car l’équivalence correspond à un changement
de pente.
Intéressons nous à l’aspect théorique de quelques-uns des titrages qui peuvent être
réalisés en séances de travaux pratiques.
5.3 Titrage acide fort – base forte
Équilibres acido-basiques
16
Soit un volume V a d’une solution d’acide fort (H 3O + + Cl – , par exemple), de
concentration inconnue C a , auquel on ajoute progressivement un volume V b d’une
solution de base forte (Na + + HO – , par exemple), de concentration connue C b .
L’équation de la réaction de titrage s’écrit :
H3O + + HO – = 2 H2O De constante K0 = 1,0 . 1014 à 25 °C, cette réaction est quantitative.
À l’équivalence :
n0(H3O + ) = n(HO – délit un est autorisée non photocopie –La PCSI année, 1re Chimie, / Prépa H – Livre
) Hachette ©
ajouté à l’équivalence
503