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STAGE - TITRE MASSIQUE, TITRAGES

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Titrage pH-métrique

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Titrage pH-métrique

 

I. Réaction de titrage

 

Le titrage pH-métrique est basé sur une réaction de titrage. Si on prend l’exemple d’une réaction entre un acide noté $AH$ et de la soude $NaOH.$ On ne s’intéresse qu’aux ions $HO^-$ pour la soude dans ce dosage. On va ajouter progressivement dans le milieu $HO^-$ pour doser l’acide qui est dans le milieu. On va suivre ce dosage à l’aide d’un pH-mètre.

 

PC_Titrage_pH_metrique_1

 

Quand on rajoute une goutte d’$HO^-$, les ions $HO^-$ réagissent instantanément avec $AH$ pour donner $A^-$ et $H_2O.$ Dans la première partie du dosage, on a seulement $AH,$ qui va diminuer progressivement.

 

II. Équivalence

 

Dès qu’on atteint l’équivalence, les espèces sont dans les proportions stœchiométriques. A l’équivalence, on a la formule : $\dfrac{n_{AH}}{1} = \dfrac{n_{HO^-}}{1}$. $n_{AH}$ initial $=n_{HO^-}$ ajouté. Tout l’acide présent dans la solution réagit. C’est la première partie. Ensuite, on continue d’ajouter la soude $NaOH$ et on continue à observer ce qui se passe à l’aide du pH-mètre.

 

III. Comment repérer l’équivalence ?

 

On représente cela graphiquement.

 

 

On répertorie toutes les valeurs et on trace le pH en fonction du volume de $HO^-$ ajouté. Au départ dans la solution, on a seulement de l’acide donc le pH de la solution est acide (pH < 7). On ajoute progressivement des ions $HO^-$ qui vont réagir avec $AH.$ On a moins de $AH$ dans le milieu et l’acidité de la solution va diminuer progressivement. Le pH augmente. On arrive à l’équivalence, il n’y a plus de $AH$ dans le milieu ni de $HO^-$ donc le pH est totalement donné par les éléments qui restent dans le milieu.

On continue toujours à ajouter $HO^-$ dans la solution. Ce qui va maintenant déterminer le pH de la solution, c'est la présence des ions $HO^-$ dans le milieu. $HO^-$ est une base donc le pH de la solution après équivalence sera basique. On a plusieurs zones : la première au début où le pH est donné par $n_{AH}$ et la deuxième à la fin où le pH est donné par $n_{HO^-}$.

Pour repérer l’équivalence à partir d’un graphique comme celui-ci, graphiquement, on trace les tangentes aux points d’inflexion de la courbe et on trace une troisième tangente parallèle aux deux autres, à équidistance des deux tangentes. On repère sur la courbe le point qui correspond au volume équivalent $V_E.$

En exercice, on peut demander de déterminer graphiquement le point d’équivalence à partir du graphe. Numériquement, on peut aussi tracer cette courbe sur un tableur, calculer numériquement la valeur du pH en fonction du volume de $HO^-$ ajouté. En calculant les dérivées respectives, on aura la pente à chaque instant de la courbe et quand la pente sera maximale cela correspondra au volume équivalent.

 

Attention aux coefficients stoechiométriques qui peuvent varier, il faut bien les prendre en compte dans le calcul à l’équivalence. Il faut savoir aussi reconnaître les limites de la méthode. Comme c’est un titrage pH-métrique, il ne fonctionne que pour une réaction de titrage mettant en jeu des espèces acido-basiques. Ensuite, le calcul du pH ne fonctionne que pour des faibles quantités de matière (< 5.10-2 mol/L). Si les quantités de matière sont trop importantes, le pH ne se calcule pas aussi facilement (hors programme).