Contrôle de la qualité par dosage

Principe du dosage

Le but du dosage est de déterminer à un instant donné la concentration de l’espèce considérée.
Les dosages peuvent être de deux types :
reposant sur une méthode physique (méthode non destructive) ;
reposant sur une méthode chmique (méthode destructive).

Le principe d’un dosage par étalonnage est de déterminer la concentration d’une espèce en comparant la donnée physique étudiée (conductivité, absorbance) à celle des solutions étalons de la même espèce.
L’absorbance $A$ d’une solution est une grandeur sans unité, proportionnelle à la concentration molaire de l’espèce responsable de l’absorption de la lumière (entre $200\ \text{nm}$ et $780\ \text{nm}$).
C’est la loi de Beer-Lambert : $$A= k \times c$$
$k$ est le coefficient de proportionnalité en $\text{L} \cdot \text{mol}^{-1}$
$c$ la concentration en $\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}$.
La conductivité $\sigma$ d’un ion en solution est sa capacité à conduire le courant électrique en solution. Elle dépend de la nature de l’ion, de la température et de la concentration : $$\sigma=\lambda \cdot c$$
$\sigma$ en $\text{S} \cdot \text{m}^{-1}$
$c$ en $\text{mol} \cdot \text{m}^{-3}$
La conductivité est additive, ainsi la conductivité de la solution est la somme des conductivités des ions qui la compose selon la loi de Kohlrausch : $$\sigma_{sol}=\sigma_\text{ion1}+\sigma_\text{ion2}+…=\Sigma\sigma_i=\Sigma\lambda_i \times c_i$$

Le but d’un titrage est de doser une espèce chimique en solution par l’intermédiaire d’une ou deux réactions chimiques.
L’espèce dosée de concentration inconnue s’appelle espèce titrée, on la dose à l’aide d’une espèce chimique de concentration connue appelée espèce titrante.
Dans un titrage direct, la réaction chimique qui se déroule entre le réactif titrant et titré est appelé réaction support du titrage.
Pour être bien adaptée, une réaction de titrage doit être rapide, totale et spécifique de l’espèce à doser.
L’équivalence est l’état final d’un titrage : les réactifs ont été introduits en proportions stœchiométriques. Il n’y a plus de réactif titré. Il y a un changement de réactif limitant.
À l’équivalence : $$\frac{C_a\times V_{éq}}{a} = \frac{C_b\times V_b}{b}$$
$V_{éq}$ est le volume équivalent, c’est le volume de solution titrante versé pour atteindre l’équivalence.
On repère l’équivalence au changement de réactif limitant, il existe donc plusieurs méthodes pour la repérer : la colorimétrie, la pH-métrie et la conductimétrie.