L'essentiel
- Un titrage est un dosage destructif : l'espèce titrée réagit avec un titrant de concentration connue.
- La réaction support d'un titrage doit être totale, rapide et unique.
- L'équivalence est atteinte quand titré et titrant ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : le réactif limitant change.
- Pour a A + b B → produits, à l'équivalence n₀(A)/a = n_E(B)/b, soit C_A × V_A / a = C_B × V_E / b.
- Une réaction acide-base est quasi totale lorsque sa constante d'équilibre dépasse 10⁴ environ.
- En pH-métrie, l'équivalence se repère au saut de pH, par la méthode des tangentes parallèles ou par le maximum de dpH/dV.
- Acide fort titré par base forte : pH_E = 7 à 25 °C ; acide faible par base forte : pH_E > 7 ; base faible par acide fort : pH_E < 7.
- À la demi-équivalence du titrage d'un acide faible, [AH] = [A⁻], donc pH = pKa.
- Un indicateur coloré convient si sa zone de virage contient le pH à l'équivalence ; on n'en met que quelques gouttes.
- La loi de Kohlrausch σ = Σ λᵢ [Xᵢ] relie la conductivité aux concentrations des ions, exprimées en mol·m⁻³.
- En conductimétrie, la courbe est faite de segments de droite dont l'intersection donne V_E, à condition de rendre la dilution négligeable.
- H₃O⁺ et HO⁻ ont des conductivités molaires très supérieures aux autres ions : ils pilotent les pentes.
- Pour C_A = C_B × V_E / V_A, les incertitudes-types relatives se combinent en somme quadratique.
- Un résultat est compatible avec une référence si |x − x_réf| / u(x) ≤ 2.
Formules et définitions à connaître
| Grandeur | Formule | Unité | Condition |
|---|---|---|---|
| Relation à l'équivalence | C_A × V_A / a = C_B × V_E / b | mol·L⁻¹, mL | réaction support totale |
| pH à la demi-équivalence | pH(V_E/2) = pKa | sans unité | acide faible titré par une base forte |
| Constante, acide faible + HO⁻ | K = Ka/Ke = 1014 − pKa | sans unité | 25 °C |
| Loi de Kohlrausch | σ = Σ λᵢ [Xᵢ] | S·m⁻¹ | solutions diluées, [Xᵢ] en mol·m⁻³ |
| Incertitude relative | u(C)/C = √[(u(C_B)/C_B)² + (u(V_E)/V_E)² + (u(V_A)/V_A)²] | sans unité | produit et quotient |
| Écart normalisé | z = (valeur absolue de x − x_réf) / u(x) | sans unité | compatible si z ≤ 2 |
Pièges à éviter
- Croire que le pH à l'équivalence vaut toujours 7.
- Oublier les coefficients stœchiométriques dans la relation à l'équivalence.
- Laisser les concentrations en mol·L⁻¹ dans la loi de Kohlrausch au lieu de mol·m⁻³.
- Compter les molécules neutres (AH, NH₃) dans la conductivité.
- Choisir l'indicateur d'après le pKa du couple titré au lieu du pH à l'équivalence.
- Oublier le facteur de dilution pour revenir à la solution mère.
Je me teste
1. Trois qualités d'une réaction support ? → Totale, rapide, unique.
2. Que se passe-t-il à l'équivalence ? → Les réactifs sont en proportions stœchiométriques, le réactif limitant change.
3. pH_E d'un titrage acide éthanoïque par la soude ? → Supérieur à 7 (environ 8,7).
4. Que lit-on à V_E/2 pour un acide faible ? → Le pKa du couple.
5. Indicateur pour pH_E = 7 ? → Le bleu de bromothymol (6,0 à 7,6).
6. Comment repérer V_E par la dérivée ? → V_E correspond au maximum de dpH/dV.
7. Unité des concentrations dans la loi de Kohlrausch ? → mol·m⁻³.
8. Allure de σ pour HCl titré par NaOH ? → Un V : décroissance puis croissance, minimum à l'équivalence.
9. Pourquoi ajouter beaucoup d'eau en conductimétrie ? → Pour rendre la dilution négligeable et obtenir des droites.
10. Critère de compatibilité avec une référence ? → |x − x_réf| / u(x) ≤ 2.