Titrages

Un titrage permet de déterminer
la quantité de matière d’une espèce
présente dans un certain volume
d’une solution à l’aide d’une
transformation chimique.

Comme la transformation chimique va faire réagir l’espèce dosée, un titrage est une méthode destructive.

La réaction support du titrage doit être :

• totale
• rapide
• unique

(il ne doit pas y a voir d'autres réactions en parallèle)

On appelle réactif titrée le réactif
dont on cherche la quantité de matière

et réactif titrant celui qu’on va faire réagir avec.

Comme la transformation utilisée pour le titrage est totale, en ajoutant petit à petit le réactif titrant,
il arrivera un moment, l’équivalence,
où tout le réactif titré aura réagit.

En connaissant précisément la quantité de matière ajouté en réactif titrant, on peut en déduire
la quantité de matière du réactif titré.

Mais il faut aussi pour ça
pouvoir repérer l’équivalence.

En première, on utilise des réactions d’oxydo-réduction comme support de titrage et un
suivi de l’équivalence par colorimétrie.

Il faut pour cela qu'il y ait un changement de couleur entre les réactifs et les produits.

• Avant l'équivalence, le réactif titrant est limitant
  (le réactif titré est en excès puisqu'on n'a pas ajouté encore assez de réactif titrant).
  
• Après l'équivalence, c'est le réactif titré qui devient limitant (le réactif titrant est en excès).
  
• À l'équivalence, il y a donc changement de réactif limitant.

Le mélange est donc
en proportion stœchiométrique
à l'équivalence.

Appelons $\ce{A}$ le réactif à titré et $\ce{B}$ le réactif titrant et supposons que la réaction support du titrage s’écrit $\ce{\color{#FFF056}a A \color{#93a1a1}+ \color{#FF95CA}b B \color{#93a1a1}-> …}$

Quelle relation peut-on écrire entre $n_\ce{A}$,
la quantité de matière de $\ce{A}$ initialement présente,
et $n_{\ce{B},E}$, la quantité de matière de $\ce{B}$ apportée
au moment de l'équivalence ?

Montage expérimental

On doit connaître précisément la concentration $C_\ce{B}$ de la solution titrante et le volume $V_\ce{A}$ de la solution titrée.

Protocole :

• On verse doucement la solution titrante
  dans le bécher (où on maintient une agitation) jusqu'à repérage de l'équivalence
  (changement de couleur de la solution).


• On note alors le volume $V_{\ce{B},E}$ lu sur la burette
  (le volume de chute de burette)

En supposant à nouveau que l’équation de réaction est $\ce{\color{#FFF056}a A \color{#93a1a1}+ \color{#FF95CA}b B \color{#93a1a1}-> …}$, exprimer la concentration inconnue $C_\ce{A}$ en fonction de $V_\ce{A}$, $C_\ce{B}$ et $V_{\ce{B},E}$.

$$\color{#FFF056}\frac{n_\ce{A}}{a}\color{#93a1a1}=\color{#FF95CA}\frac{n_{\ce{B},E}}{b}$$

$$\color{#FFF056}\frac{C_\ce{A}\times V_\ce{A}}{a}\color{#93a1a1}=\color{#FF95CA}\frac{C_\ce{B}\times V_{\ce{B},E}}{b}$$

$${\color{#FFF056}C_\ce{A}} = {\color{#FF95CA} C_\ce{B}} \color{#93a1a1} \times\frac{{\color{#FFF056} a} \times {\color{#FF95CA} V_{\ce{B},E}}}{{\color{#FF95CA}b}\times{\color{#FFF056}V_\ce{A}}}$$

Évolution des quantités de matière

Comment évoluent les quantités de matière des différentes espèces (réactif titrant, réactif titré et produits de la réaction) dans le bécher ?