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Marianne

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Dosage par titrage

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Ce cours est en cours de création par nos équipes et il sera prêt pour la rentrée 2019 💪

Présentation de l’expérience de titrage

  • Un dosage par titrage consiste à mesurer, dans une solution, la concentration de l’espèce à laquelle on s’intéresse.
  • La réaction mise en jeu lors d’un dosage par titrage doit être unique, totale et rapide.
  • Une réaction est dite rapide si elle paraît instantanée pour l’œil humain (inférieure à 0,10,1 seconde).
  • La solution titrée est celle dont on cherche à déterminer la concentration. Elle est placée dans le bécher.
  • La solution titrante, de concentration connue, est ajoutée progressivement au mélange. Elle est placée dans la burette graduée.

Img-01 Schéma du montage de dosage par titrage direct

Suivi et interprétation

  • Le suivi du dosage permet de repérer le point d’équivalence, ce qui permet de calculer la concentration de la solution titrée.
  • L’équivalence est l’état du milieu réactionnel ne contenant plus aucun réactif. Ces réactifs ont été apportés en proportions stœchiométriques et entièrement consommés.
  • Pour repérer l’équivalence, il faut en particulier déterminer le volume à l’équivalence.
  • Le volume à l’équivalence est le volume de solution titrante versé permettant d’atteindre l’équivalence.
  • La mesure du volume à l’équivalence permet de déterminer la concentration de la solution titrée.
  • Soit la réaction de dosage suivante, où ox2\text{ox}2 est l’espèce titrée : ared1+box2cox1+dred2a\,\text{red}1 + b\,\text{ox}2 \to c\,\text{ox}1 + d\,\text{red}_2
  • Les quantités de réactifs présentes à l’équivalence sont celles d’un mélange stœchiométrique et vérifient :

neq(red1)a=n0(ox2)b\dfrac{n\text{eq} (\text{red}1)}{a} = \dfrac{n0 (\text{ox}2)}{b}

  • Si red1\text{red}_1 est l’espèce titrante, on a :

neq(red1)=C1Veqn0(ox2)=C2V0\begin{aligned} n\text{eq} (\text{red}1) &= C1 V\text{eq} \ n0 (\text{ox}2) &= C2 V0 \end{aligned} Où la concentration C1C1 de la solution titrante, le volume initial V0V0 de solution titrée et le volume à l’équivalence sont connus.

  • La concentration C2C_2 recherchée s’écrit alors :

C2=C1×ba×VeqV0C2 = C1\times \dfrac{b}{a}\times\dfrac{V\text{eq}}{V0}

  • La source principale d’incertitude ici est donc la mesure de VeqV_\text{eq}.
  • Plusieurs méthodes de suivi sont possibles.
  • Un suivi pHmétrique consiste à mesurer le pH de la solution à chaque ajout de solution titrante.
  • Un suivi conductimétrique consiste à mesurer la conductivité totale de la solution à chaque ajout de solution titrante. La conductivité de la solution est d’autant plus élevée que celle-ci conduit bien le courant électrique.
  • Un suivi potentiométrique consiste à mesurer la tension électrique entre le milieu réactionnel et une électrode de référence.
  • Un suivi colorimétrique, auquel nous nous intéressons ici.
  • Un suivi colorimétrique consiste à observer les changements de couleur du milieu réactionnel après chaque ajout de solution titrante.
  • Si un des réactifs au moins est coloré, le milieu réactionnel prend la couleur du réactif en excès. On dit que le dosage est auto-indicateur.
  • Si toutes les espèces en présence sont incolores, un indicateur coloré est nécessaire : soit un indicateur de présence d’un des réactifs, soit un indicateur de pH\text{pH}.
  • L’indicateur coloré est choisi de sorte qu’il change de couleur à l’équivalence. Il peut colorer la solution en présence d’un seul des deux réactifs.
  • Le suivi colorimétrique permet de repérer l’équivalence visuellement, sans appareil ou mesure supplémentaire.