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Dosage par titrage

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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.

physique chimie première réforme dosage titrage direct 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.