Déterminer une concentration inconnue
Un titrage (ou dosage par titrage) détermine la concentration d’une espèce, le réactif titré, en lui ajoutant progressivement à la burette une solution de concentration connue, le réactif titrant. L’équivalence est atteinte quand les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques de l’équation de la réaction support. Les titrages acido-basiques, d’oxydoréduction ou par précipitation suivent tous le même raisonnement.
Les formules
À l’équivalence, pour une réaction a A + b B → produits :
- n(A) ÷ a = n(B) ÷ b
- Quantité de titrant versée = concentration du titrant × volume équivalent VE
- Concentration du titré = quantité de titré ÷ volume de la prise d’essai
Pour une réaction 1:1, on retrouve la relation C_A × V_A = C_B × V_E.
Exemple chiffré
On titre 20,0 mL d’acide chlorhydrique par de la soude à 0,100 mol/L. L’équivalence est obtenue pour VE = 25,0 mL.
- Quantité de soude versée = 0,100 × 25,0 × 10⁻³ = 2,50 mmol.
- La réaction H₃O⁺ + HO⁻ → 2 H₂O est équimolaire : n(H₃O⁺) = 2,50 mmol.
- [H₃O⁺] = 2,50 mmol ÷ 20,0 mL = 0,125 mol/L.
- Avec M(HCl) = 36,46 g/mol, la concentration en masse vaut 4,56 g/L.
Les coefficients stœchiométriques
| Réaction support | Rapport titré : titrant |
|---|---|
| HCl + NaOH | 1 : 1 |
| H₂SO₄ titré par NaOH | 1 : 2 |
| NaOH titrée par H₂SO₄ | 2 : 1 |
| 5 Fe²⁺ + MnO₄⁻ + 8 H⁺ | 5 : 1 |
Écrivez et ajustez toujours l’équation avant de calculer.
Repérer l’équivalence
- Indicateur coloré : sa zone de virage doit contenir le pH à l’équivalence. Phénolphtaléine (8,2 à 10) pour un acide faible titré par une base forte, hélianthine (3,1 à 4,4) pour une base faible titrée par un acide fort, bleu de bromothymol (6,0 à 7,6) pour un acide fort et une base forte.
- pH-métrie : on trace pH = f(V) ; l’équivalence se situe au saut de pH, déterminé par la méthode des tangentes parallèles ou par le maximum de la dérivée dpH/dV.
- Conductimétrie : l’équivalence correspond au point d’intersection des deux portions de droite.
- Titrage colorimétrique : en manganimétrie, le permanganate violet se décolore en réagissant ; la première teinte rose persistante marque l’équivalence.
Bonnes pratiques
- Rincez la burette avec la solution titrante et la pipette jaugée avec la solution à titrer.
- Faites un titrage rapide pour encadrer VE, puis un titrage précis à la goutte près autour de l’équivalence.
- Lisez la burette au bas du ménisque, l’œil à sa hauteur.
- Pour les acides faibles, le pH à la demi-équivalence donne directement le pKa du couple.