L'essentiel
- Un titrage détermine la quantité d'une espèce en la faisant réagir avec un réactif titrant de concentration connue ; il est destructif, contrairement à un dosage par étalonnage.
- La solution titrée (prise d'essai prélevée à la pipette jaugée) est dans le bécher, la solution titrante dans la burette graduée.
- La réaction support doit être totale, rapide et unique.
- L'équation d'une réaction d'oxydoréduction s'obtient en combinant deux demi-équations de façon à égaliser les électrons échangés.
- L'équivalence est atteinte quand les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : il ne reste alors ni espèce titrée ni titrant.
- L'équivalence correspond à un changement de réactif limitant : le titrant est limitant avant, l'espèce titrée est limitante après.
- Pour a A + b B → produits, la relation à l'équivalence s'écrit n_A / a = n_B,E / b, soit c_A · V_A / a = c_B · V_E / b.
- Si le titrant est la seule espèce colorée (permanganate), l'équivalence se repère à l'apparition d'une couleur persistante.
- Si l'espèce titrée est la seule espèce colorée (diiode), l'équivalence se repère à la disparition de sa couleur.
- Sinon on ajoute un indicateur de fin de réaction : empois d'amidon pour le diiode, indicateur coloré pour un titrage acido-basique.
- On fait un titrage rapide pour encadrer V_E, puis un titrage précis goutte à goutte.
- L'eau ajoutée dans le bécher ne modifie pas V_E ; la burette se rince avec la solution titrante.
- On remonte à la solution d'origine par le facteur de dilution ou le rapport V_fiole / V_prise.
- Un volume équivalent compris entre 10 et 20 mL limite l'incertitude relative à moins de 1 %.
Formules et définitions à connaître
| Grandeur | Formule | Unité | Condition |
|---|---|---|---|
| Titrant versé à l'équivalence | n_B,E = c_B · V_E | mol | V_E en L |
| Relation à l'équivalence | n_A / a = n_B,E / b | réaction a A + b B totale | |
| Concentration titrée | c_A = (a / b) · c_B · V_E / V_A | mol·L⁻¹ | |
| Retour au total | n_tot = n_A · V_fiole / V_prise | mol | prise d'essai issue d'une fiole |
| Dilution préalable | c = F · c_diluée | mol·L⁻¹ | F facteur de dilution |
| Masse, concentration en masse | m = n · M ; Cₘ = c · M | g ; g·L⁻¹ | |
| Incertitude relative de lecture | environ 0,05 mL / V_E | sans unité | lecture à une goutte près |
- Fe²⁺ par MnO₄⁻ : MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O, d'où n(Fe²⁺) = 5 · n(MnO₄⁻)_E.
- I₂ par thiosulfate : I₂ + 2 S₂O₃²⁻ → 2 I⁻ + S₄O₆²⁻, d'où n(I₂) = n(S₂O₃²⁻)_E / 2.
Pièges à éviter
- Placer les coefficients du mauvais côté : chaque quantité est divisée par son propre coefficient.
- Oublier de convertir les mL en L.
- Oublier le facteur de dilution ou le rapport fiole / prise d'essai.
- Croire qu'à l'équivalence le titrant est en excès : c'est la goutte suivante qui colore.
- Rincer la burette à l'eau distillée, ce qui dilue le titrant.
- Faire intervenir les ions H⁺ en excès dans la relation à l'équivalence.
Je me teste
1. Trois qualités d'une réaction support ? → Totale, rapide, unique.
2. Réactif limitant avant l'équivalence ? → Le titrant.
3. Relation à l'équivalence pour MnO₄⁻ titrant Fe²⁺ ? → n(Fe²⁺) = 5 · n(MnO₄⁻)_E.
4. Repère de l'équivalence avec le permanganate ? → Teinte rose-violet persistante.
5. Rôle de l'empois d'amidon ? → Former avec le diiode un complexe bleu très visible.
6. L'eau ajoutée dans le bécher change-t-elle V_E ? → Non, la quantité d'espèce titrée est inchangée.
7. n(I₂) si 1,0 × 10⁻³ mol de thiosulfate sont versées à l'équivalence ? → 5,0 × 10⁻⁴ mol.
8. Incertitude relative pour V_E = 2,0 mL lu à 0,05 mL près ? → 2,5 %.
9. Prise de 10,0 mL d'une fiole de 200,0 mL : facteur pour revenir au total ? → 20.
10. Ce qui reste dans le bécher exactement à l'équivalence ? → Ni espèce titrée ni titrant, seulement produits et espèces spectatrices.