Titrages acido-basiques

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1 Titrages acido-basiques Un titrage est une méthode de dosage détruisant l espèce à doser. La réaction de titrage doit être quantitative et rapide. A l équivalence, les réactifs ont été introduits en proportions stœchiométriques et l espèce titré a été totalement consommée par l espèce titrante. I/ Titrage d un acide fort par une base forte 1) Position de l équivalence Une solution d acide nitrique de concentration c 1 et de volume v 1 est titrée par une solution de soude à la concentration c. Lors du titrage le bécher est le siège de la réaction : H 3O + (aq) + HO - (aq) = 2 H 2O(l) Cette réaction est quantitative (K = 1) et rapide. A l équivalence n(h 3O + ) = n(ho - ) ajouté donc c 1.v 1 = c.v eq 2) Expression du ph au cours du titrage v désigne ici le volume de soude ajouté. v=0 : le bécher contient un acide fort. 0 < v < v eq : v = v eq v > v eq 1

2 3) Allure de la courbe Exemple du titrage de 10 ml d une solution d acide nitrique de concentration 0,1 mol/l par une solution de soude à 0,1 mol/l. II/ Principe des indicateurs colorés Expérimentalement, les indicateurs colorés acido-basiques sont couramment utilisés. Un indicateur coloré est une espèce manifestant un rôle acido-basique et participant à un couple HIn/In - dont les formes acide et basique présentent des couleurs différentes, détectables même à très faibles concentrations. Le diagramme de prédominance de l indicateur coloré indique le changement de couleur s opère aux alentours de ph = pk A(HIn/In - ). Ainsi, l indicateur choisi doit être tel que son pk A correspond à la zone de ph à l équivalence (zone de virage). 2

3 III/ Titrage d un acide faible par une base forte Etudions le dosage d un volume v 0 d acide éthanoïque (CH 3COOH) de c 0 par une solution de soude de concentration c. pk A(CH 3COOH/ CH 3COO - ) = 4,8. L équation de titrage est la suivante : CH 3COOH (aq) + HO - (aq) = CH 3COO - (aq) + H 2O (l) K (T) = 1, La réaction est rapide et quantitative. Tableau d avancement de la réaction : Expression du ph au cours du titrage : v = 0 : la solution est un acide faible. En le supposant peu dissocié, 0 < v < v eq : la solution contient un mélange CH 3COOH/ CH 3COO - (acide/base conjguée) v = v eq/2 : il s agit de la demi-équivalence. v = v eq : la solution est une solution de base faible. Le ph est basique. v > v eq : la base forte est en excès. 3

4 Allure de la courbe de titrage IV/ Titrage d un polyacide Exemple : Titrage de l acide aspartique. 4

5 V/ Solutions tampons Une solution tampon est une solution dont le ph est peu influencé par un apport extérieur de constituants acidobasiques ou par la dilution. Une solution tampon est une solution contenant un mélange d un acide et de sa base conjuguée. Elle peut être réalisée par ajout d acide fort dans une solution de base faible, par ajout de base forte dans une solution d acide faible ou par mélange direct d un acide et de sa base conjuguée. Le pouvoir tampon β mesure la qualité d un tampon, il est défini par : β = dc B dph de ph. où dcb est la variation infinitésimale de concentration en base provoquant la variation infinitésimale Exercices : A/ Dosage conductimétrique 1 ) Une solution d'ammoniac aqueux ou ammoniaque a une concentration C = 0,10 mol.l -1. Le pk A du couple NH 4+ /NH 3 vaut 9,2. Calculer le ph de la solution. 2 ) On dose V b = 10,0 ml d'une solution d'ammoniaque de concentration initiale inconnue C b par une solution d'acide chlorhydrique étalon C a = 0,10 mol.l -1, volume ajouté V a. La réaction est suivie par conductimétrie. a) Écrire F équation-bilan de la réaction de dosage. Justifier qu'elle est quasi-totale. La courbe obtenue correspond à deux portions de droite. b) Justifier sans calcul son allure d'après les valeurs : Ions H 3O + + NH 4 Cl - HO - λ i (ms.m 2.mol -1 ) 34,98 7,34 7,63 19,92 c) En déduire la concentration C b. 5

6 B/ 6

7 C/ 7

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