Cours en ligne Physique-Chimie en Terminale

Chapitres Physique-Chimie en Terminale Générale

Cours sur le titrage en Chimie en Terminale

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de Physique-Chimie en Terminale

Maîtriser le titrage en chimie vous aidera dans tous les cours de terminale en Physique Chimie. En cas de blocage en physique-chimie, les professeur particuliers en physique chimie vous encouragerons à progresser non seulement pour le bac mais aussi pour intégrer les meilleurs prépa MP ou les meilleures prepa PC.

A. Généralités sur le Titrage en Terminale

1. Titrer une solution en Terminale

Titrer une solution (ou doser, la différence entre les deux termes est d’un intérêt très relatif), c’est déterminer la quantité d’une espèce précise dans cette solution. On utilise pour ceci une réaction de titrage qui doit

$\bullet$ utiliser l’espèce (titrée) comme réactif et une autre espèce (titrante) introduite

$\bullet$ être unique

$\bullet$ être rapide

$\bullet$ être totale

On dit qu’on est à l’équivalence lorsque la quantité de l’espèce titrante est introduite en proportions stœchiométriques avec l’espèce titrée.

Dit autrement,

$\bullet$ avant l’équivalence, l’espèce titrante est en défaut, et elle n’est plus présente dans la solution car elle a totalement réagi avec l’espèce titrée

$\bullet$ après l’équivalence, l’espèce titrante est en excès, l’espèce titrée n’est plus présente dans la solution car elle a totalement réagi avec l’espèce titrante.

Enfin, il faut que l’équivalence soit repérable par un procédé physique ou chimique précis, changement de couleur, particularité pH-métrique, colorimétrique, conductimétrique : on retrouve ainsi l’utilisation des méthodes physiques du chapitre précédent, avec l’utilisation du spectrophotomètre, du pH-mètre, du conductimètre.

2. Titrage de l’espèce titrée A avec une espèce titrante B

Lorsque le titrage de l’espèce titrée A a été effectué avec une espèce titrante B selon la réaction

$\mathrm{aA+bB\rightarrow cC}$

on peut déterminer la quantité de matière $n(\mathrm{A})$ de A dans l’échantillon étudié en fonction de celle $n_e(\mathrm{B})$ de B à l’équivalence.

$\displaystyle{\frac{n(\mathrm{A})}{a}=\frac{n_e(\mathrm{B})}{b}}$

En particulier, pour un titrage en solution aqueuse d’un soluté A de concentration $c_A$ dans l’échantillon de volume $V_A$ par une espèce B en solution aqueuse de concentration $c_B$ dans la solution titrante, on place

$\bullet$ la solution de A dans un bécher

$\bullet$ la solution de B dans une burette

et on repère le volume $V_{Be}$ versé à l’équivalence. On a donc

$\displaystyle{\frac{c_AV_A}{a}=\frac{c_BV_{Be}}{b}}$

et on en déduit $c_A$ dans l’échantillon placé dans le bécher.

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B. Titrage conductimétrique en Terminale

1. Possibilité d’un titrage conductimétrique

Un titrage conductimétrique est possible quand la réaction de titrage met en œuvre des ions en solution aqueuse.

Lorsqu’on introduit l’espèce titrante, les quantités d’ions dans la solution varient, donc la conductivité de la solution varie.

Pour effectuer un titrage conductimétrique :

$\bullet$ on introduit dans un bécher la solution de l’espèce A qu’on veut titrer, avec un volume assez grand pour qu’on puisse considérer que ce volume varie peu (en valeur relative) lorsqu’on introduit la solution titrante

$\bullet$ on plonge une cellule conductimétrique dans cette solution

$\bullet$ on verse progressivement l’espèce titrante B placée dans une burette

$\bullet$ on relève dans un tableau l’évolution de la conductivité $\sigma$ en fonction du volume versé $V_B$

$\bullet$ on trace la courbe donnant $\sigma$ en fonction de $V_B$ .

On peut montrer que, si on peut négliger les effets de la dilution, la courbe a la forme de deux segments de droite de coefficients directeurs distincts, qui se coupent au point d’équivalence dont le volume est $V_{Be}$

2. Méthode : les deux aspects de la courbe de conductimétrie.

L’exploitation de la courbe peut être faite à deux niveaux.

Niveau 1 (facile), on repère le point d’équivalence et on en déduit la concentration initiale de la solution titrée : on cherche seulement le volume au point d’équivalence, repéré par la cassure entre les deux segments de droite, on en déduit $c_A$

Niveau 2 (difficile), on exploite les valeurs de la conductivité en ordonnée et on l’exprime en fonction du volume d’espèce titrante B versée. On a intérêt dans ce cas à faire une liste précise des ions présents dans la solution, et on doit déterminer leurs concentrations grâce au tableau d’avancement.

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C. Le titrage pH-métrique en Terminale

1. Réaliser un titrage pH-métrique en Terminale

Un titrage pH-métrique permet de déterminer la concentration d’une solution aqueuse d’une espèce acide ou d’une base.

$\bullet$ On introduit dans un bécher la solution à titrer.

$\bullet$ On plonge un pH-mètre dans la solution.

$\bullet$ On place la solution titrante dans une burette, une base forte comme l’hydroxyde de sodium (soude) pour titrer un acide, un acide fort comme l’acide chlorhydrique pour titrer une base.

$\bullet$ On verse progressivement la solution titrante dans le bécher et on relève dans un tableau les valeurs du pH pour chaque valeur du volume $V$ versé.

$\bullet$ On trace la courbe d’évolution du pH en fonction du volume versé.

On obtient ainsi une courbe de forme caractéristique (la justification de la forme n’est pas exigée par le programme), avec un saut important de pH à l’équivalence.