Notes de chimie - Titrage

Chapitre 8 - Titrage avec suivi colorimétrique

I. Le titrage

I.1. Définition et mise en œuvre

  • Terme dosage: Techniques pour déterminer la concentration d'une espèce chimique.

  • Titrage: Méthode de dosage utilisant une réaction chimique pour quantifier une espèce en solution.

    • Titrage direct: Utilisation d'une seule réaction de dosage, appelée réaction support de titrage.

    • Réactif à titrer: Espèce chimique dont on cherche à connaître la quantité de matière, située dans l'Erlenmeyer.

    • Réactif titrant: Espèce chimique qui permet le titrage, située dans la burette.

  • Transformation chimique dans le titrage:

    • Doit être:

    • Rapide

    • Totale

    • Unique: Les deux réactifs doivent réagir selon cette seule et unique réaction.

  • Titrage par suivi colorimétrique:

    • Observations d'un changement de couleur indiquant le titrage.

    • Noter le volume versé dès le début du changement de couleur.

I.2. Précision du titrage

  • Sources d'incertitude de mesure pendant le titrage:

    • Précision de la verrerie utilisée

    • Difficultés dans la lecture des volumes

    • Appréciation du changement de couleur à l'équivalence

  • Verrerie de précision recommandée:

    • Pipettes jaugées

    • Burettes graduées

I.3. Evolution du système

  • Equation de réaction support du titrage: aA(aq)+bB(aq)ightarrowextproduitsaA(aq) + bB(aq) ightarrow ext{produits}

    • Où:

    • A(aq): réactif titré dans l'Erlenmeyer

    • B(aq): réactif titrant dans la burette

    • a et b: coefficients stœchiométriques.

  • Avant le changement de couleur:

    • B réagit avec A dès qu'il est ajouté;

    • Quantité de matière de B ($n_B$) est toujours nulle;

    • Quantité de matière de A ($n_A$) diminue.

  • Après le changement de couleur:

    • Transformation chimique s'arrête car il n'y a plus de A, donc $n_A = 0$;

    • $n_B$ augmente si on continue à ajouter de la solution titrante.

II. Exploitation du titrage

II.1. Equivalence et changement de réactif limitant

  • Titrage colorimétrique: Permet de déterminer l'équivalence par un changement de couleur du milieu réactionnel.

  • Changement de réactif limitant:

    • Se produit à l'équivalence, où les deux réactifs sont consommés intégralement.

    • À l'équivalence, les quantités de matière des réactifs (titrant et titré) sont introduites dans des proportions stœchiométriques.

    • Volume de solution titrante pour atteindre l'équivalence: Noté $V_{ ext{équivalent}}$.

II.2. Déterminer la concentration du réactif titré

  • Processus de titrage:

    • La solution dans la burette est ajoutée progressivement à l'Erlenmeyer jusqu'à atteindre l'équivalence.

  • Observation expérimentale: Volume observé pour lequel les quantités de matière des réactifs sont aux proportions stœchiométriques.

  • Réaction chimique support du titrage: aA(aq)+bB(aq)ightarrowextproduitsaA(aq) + bB(aq) ightarrow ext{produits}

    • Où:

    • A(aq): réactif titré

    • B(aq): réactif titrant

    • a et b: coefficients stœchiométriques.

  • À l'équivalence:

    • Les réactifs se mélangent dans les proportions stœchiométriques.

    • Relation à l'équivalence:
      n<em>A</em>extdeˊbut=n<em>B</em>exteˊquivalencen<em>{A</em> ext{début}} = n<em>{B</em> ext{équivalence}}

    • Où:

    • n<em>A</em>extdeˊbutn<em>{A</em> ext{début}}: quantité de matière du réactif titré à l'état initial

    • n<em>B</em>exteˊquivalencen<em>{B</em> ext{équivalence}}: quantité de matière du réactif titrant à l'équivalence.

  • Utilisation d'un tableau d’avancement:

    • Permet de retrouver les quantités de matière des réactifs pour les proportions stœchiométriques.

  • Avec la relation à l’équivalence, on peut:

    • Calculer la concentration de A dans la solution titrée

    • Calculer la quantité de matière du réactif titré A dans l’échantillon ou la masse de A dans l’échantillon

    • Comparer la valeur obtenue à la valeur théorique pour le contrôle qualité.