Objectifs

• Comprendre le principe du titrage et son rôle dans le suivi d un système chimique
• Maîtriser la notion d équivalence et le rôle de l indicateur coloré
• Réaliser des calculs simples de concentrations à partir du volume à l équivalence

Rappels

• Un titrage est une mesure volumétrique qui permet de suivre l évolution d une réaction chimique au cours de l ajout progressif d un réactif titrant
• Indicateur coloré : substance qui change de couleur à un intervalle de pH spécifique
• Équivalence : point où les quantités de matière des réactifs sont exactement stoichiométriques

Principe du titrage colorimétrique

• On ajoute progressivement un titrant de concentration connue dans la solution analyte
• À l équivalence, la quantité de titrant ajoutée est exactement égale à la quantité de réactif à neutraliser
• L indicateur coloré signale graphiquement l arrivée de l équivalence par un changement de couleur
• Le volume de titrant à l équivalence permet de calculer la concentration initiale de l analyte

Rôle et choix de l indicateur colorimétrique

• Choisir un indicateur dont la transition colorimétrique se situe autour du pH d équivalence
• Exemples d indicateurs courants : phénolphtaléine (transition environ 8,2 à 10), méthyl orange (3,1 à 4,4)
• Pour les titrages acide faible vs base forte, on adapte le choix de l indicateur

Déroulement expérimental (résumé)

• Préparer la solution analyte et la solution titrante
• Utiliser une burette pour doser le titrant dans la solution analyte
• Ajouter l indicateur et mélanger
• Tracer le déplacement volumétrique jusqu au changement de couleur à l équivalence
• Noter le volume de titrant utilisé

Lecture de la courbe et calculs simples

La courbe typique montre le changement de pH en fonction du volume de titrant ajouté. Le point d équivalence correspond à la proportion stœchiométrique des réactifs.

• Équivalence : n réactif ajouté est égal à n réactif présent initialement
• Calcul de la concentration initiale de l analyte : c analyte = (c titrant × V titrant à l équivalence) / V analyte initial

Exemple chiffré

• Acide chlorhydrique HCl 0,100 mol L^-1 titré par une base NaOH 0,100 mol L^-1
• Volume analysé HCl initial : 25,0 mL
• Volume titrant à l équivalence : 25,0 mL

Calculs :

• Quantité de matière au point d équivalence : n = c titrant × V titrant = 0,100 × 0,0250 = 2,50×10^-3 mol
• Comme la réaction est 1:1, n HCl initial = 2,50×10^-3 mol
• Volume total à équivalence : V total = 25,0 mL + 25,0 mL = 50,0 mL = 0,0500 L
• Concentration initiale de HCl : c HCl = n / V total = 2,50×10^-3 / 0,0500 = 0,0500 mol L^-1

Points clés

• Le titrage colorimétrique repose sur un indicateur signalant l arrivée de l équivalence
• L équivalence est le point où les quantités de matière des réactifs sont en proportions stœchiométriques
• La précision dépend du choix de l indicateur et de la précision du volume mesuré

Activités proposées

• Rédiger le raisonnement pour le calcul d une concentration à partir d un volume mesuré à l équivalence
• Choisir un indicateur adapté pour un titrage donné et justifier le choix

Sécurité et bonnes pratiques

• Port de lunettes et de protections lorsque l on manipule des solutions chimiques
• Utiliser des récipients propres et étiquetés
• Avertissements sur les attaques de solutions concentrées