Titrages

Les titrages sont des méthodes de dosage (détermination d’une quantité de matière inconnue) destructive utilisant une transformation chimique.

La réaction support d’un titrage doit être :

  • totale
  • rapide
  • unique

Rq :

en première, la réaction support du titrage
était une oxydoréduction.

Montage :

La détermination de la quantité de matière du réactif titré repose sur le répérage de l’équivalence.

Rq :

En première, le repérage de l’équivalence
se fait par suivi colorimétrique.

  • Avant l'équivalence : le titrant est limitant

  • À l'équivalence : il y a changement de réactif limitant

  • Après l'équivalence : le titré est limitant

Supposons que la réaction support du titrage est :

$$\ce{a A + b B -> \ldots}$$

où A est le réactif titré et B est le réactif titrant.

Comment évoluent les quantités de matière
dans le mélange réactionnel en fonction
du volume de titrant ajouté ?

À l’équivalence, le mélange est en
proportions stœchiométriques :


$$ \frac{n_\ce{A}}{a}=\frac{n_{\ce{B},E}}{b} $$
$$ \frac{C_\mathrm{A} V_\mathrm{A}}{a}=\frac{C_\mathrm{B} \color{#FFF056}V_E}{b} $$

En terminale, on ajoute les réactions acide-base
comme support de titrage et deux types de suivi :

  • pH-métrique
  • conductimétrique

Titrage pH-métrique

La réaction support du titrage est une réaction acide-base et le suivi est pH-métrique (on relève le pH
en fonction du volume de titrant ajouté).

Le repérage de l’équivalence se fait après coup
(on ne s’arrête pas à l’équivalence).

Le passage par l'équivalence correspond à
un saut de pH sur la courbe $\mathrm{pH}=f(V_B)$ obtenue.

Deux méthodes permettent de
repérer précisément $V_E$ :

  • la méthode de la dérivée
  • la méthode des tangentes

Méthode de la dérivée


La dérivée de $\mathrm{pH}(V_B)$ passe par un maximum
au niveau du saut (point d’inflexion).

Méthode des tangentes

Titrage conductimétrique

Comme son nom l’indique, un tel titrage
est suivi par conductimétrie.

Principe :

Si les conductivités du titrant et du titré sont différentes, l’équivalence sera repérable par une rupture de pente dans la courbe $\sigma=f(V_B)$.

Méthode pour déterminer l’équivalence :

On trace les deux droites obtenues en excluant
les points trop près de la rupture. Les coordonnées
du point d’intersection donne le volume équivalent
et la conductivité à l’équivalence.

⚠️

On ajoute de l’eau à la solution titrée pour atténuer l’effet de la dilution due à l’ajout du volume de titrant.

Exemple du titrage d’une solution
de chlorure de sodium $\ce{(Na+ + Cl^-)}$
par une solution de nitrate d’argent $\ce{(Ag+ + NO3^-)}$.


Données :

  • $\lambda_\ce{Na+}=\pu{5,0 ms*m^2*mol-1}$
  • $\lambda_\ce{Cl-}=\pu{7,6 ms*m^2*mol-1}$
  • $\lambda_\ce{Ag+}=\pu{6,2 ms*m^2*mol-1}$
  • $\lambda_\ce{NO3^-}=\pu{7,1 ms*m^2*mol-1}$

Prévoir la courbe de titrage obtenue.


Exemple du titrage d’une solution
d’acide éthanoïque $\ce{CH3COOH (aq)}$
par une solution d’hydroxyde de sodium $\ce{(Na+ + HO^-)}$.


Données :

  • $\lambda_\ce{Na+}=\pu{5,0 ms*m^2*mol-1}$
  • $\lambda_\ce{HO-}=\pu{7,6 ms*m^2*mol-1}$
  • $\lambda_\ce{CH3COO-}=\pu{4,1 ms*m^2*mol-1}$

Prévoir la courbe de titrage obtenue.


Densité
d’une solution
et titre massique

Densité $d$ d’une solution :


$$ d=\frac{\rho_\text{solution}}{\rho_\text{eau}} $$

Unité ?

Le titre massique $w$ d’un soluté est le quotient de la masse de soluté apporté par la masse de solution :


$$ w=\frac{m_\text{soluté}}{m_\text{solution}} $$

Unité ?

On exprime souvent le titre en pourcentage.

On l’appelle d’ailleurs parfois
pourcentage massique
mais il peut aussi être
appelé teneur massique.

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