Résumé — Méthodes de suivi d'un titrage

Ce résumé condense l’exigible du chapitre. Un titrage sert à déterminer une quantité de matière (donc une concentration ou une masse) — et tout le chapitre tient dans une seule relation, celle de l’équivalence.

La réaction support

La réaction entre l’espèce titrée (dans le bécher) et l’espèce titrante (dans la burette) doit être :

Totale — tout réactif versé est consommé tant qu’il reste l’autre réactif.
Rapide — l’état final est atteint entre deux ajouts.
Unique — aucune réaction parasite ne consomme les réactifs.

On commence toujours par écrire son équation : $a\,\text{A (titré)} + b\,\text{B (titrant)} \longrightarrow \text{produits}$ .

L’équivalence : la définition qui rapporte des points

Définition exigible

L’équivalence est l’instant du titrage où les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques de la réaction support : ils sont alors tous deux entièrement consommés.

Relation à l’équivalence

$\frac{n(\text{A})_0}{a} = \frac{n(\text{B})_{\text{versé}}}{b} \quad\Longleftrightarrow\quad \frac{C_A \cdot V_A}{a} = \frac{C_B \cdot V_E}{b}$

C en mol·L⁻¹, V_A et V_E dans la même unité de volume. C’est LA relation qui donne la concentration cherchée.

Avant l’équivalence, le réactif titrant est limitant (tout ce qui est versé disparaît) ; après, c’est le réactif titré qui a disparu et le titrant s’accumule.

Repérer l’équivalence : trois méthodes de suivi

Suivi pH-métrique

La courbe pH = $f(V)$ présente un saut de pH à l’équivalence. On repère $V_E$ par la méthode des tangentes parallèles, ou comme l’extremum de la courbe dérivée $\dfrac{d\text{pH}}{dV}$ .

Suivi conductimétrique

La courbe $\sigma = f(V)$ est formée de segments de droite : $V_E$ est à l’intersection des deux droites. Le changement de pente s’explique avec la loi de Kohlrausch : avant et après l’équivalence, ce ne sont pas les mêmes ions qui apparaissent ou disparaissent, et leurs conductivités ioniques molaires $\lambda_i$ diffèrent.

Suivi colorimétrique

On ajoute quelques gouttes d’un indicateur coloré : un couple acide/base dont les deux formes ont des couleurs distinctes. Le changement de couleur repère l’équivalence, à condition de bien le choisir :

Choisir l’indicateur coloré

Sa zone de virage doit contenir le pH à l’équivalence. C’est la seule justification attendue.

Les pièges classiques

Équivalence ≠ équilibre

L’équivalence est un état particulier du titrage (proportions stœchiométriques) ; l’équilibre est l’état final d’une transformation non totale. Rien à voir — et la réaction support d’un titrage est justement totale.

L’eau distillée ne change pas V_E

Ajouter de l’eau dans le bécher ne modifie pas les quantités de matière en présence : $V_E$ est inchangé. Seule l’allure de la courbe (le saut de pH, les pentes) est modifiée.

Et pour un acide faible titré par une base forte : à la demi-équivalence ( $V = V_E/2$ ), le pH est égal au p $K_A$ du couple titré — lecture graphique classique au bac.