Constitution et transformations de la matière

Titrage pH-métrique : suivi et équivalence

Le titrage pH-métrique permet de déterminer la concentration d’une espèce acide ou basique par suivi du pH. L’équivalence est le point clé où les réactifs sont en proportions stœchiométriques.

Objectifs du chapitre

  • 1Réaliser un suivi pH-métrique d’un titrage direct.
  • 2Déterminer l’équivalence par la méthode des tangentes.
  • 3Exploiter la courbe de titrage pour calculer une concentration.
  • 4Identifier le caractère acide ou basique de la solution à l’équivalence.

Notions clés

Titrage direct : Méthode où une solution titrante de concentration connue est ajoutée progressivement à une solution titrée jusqu’à l’équivalence.
Équivalence : Point du titrage où les quantités de matière des réactifs sont en proportions stœchiométriques, repéré par un saut de pH.
Suivi pH-métrique : Mesure continue du pH en fonction du volume de solution titrante ajouté, tracée sous forme de courbe pH = f(V).
Méthode des tangentes : Technique graphique pour déterminer l’équivalence : on trace deux tangentes parallèles de part et d’autre du saut de pH, puis leur médiane coupe la courbe au point d’équivalence.

Formules essentielles

Relation à l’équivalence

C_A × V_A = C_B × V_E

Pour un titrage acide-base, où C_A et V_A sont concentration et volume de l’acide, C_B concentration de la base, V_E volume équivalent.

Définition du pH

pH = –log[H₃O⁺]

Mesure de l’acidité d’une solution aqueuse.

Constante d’acidité

K_A = [H₃O⁺] × [A⁻] / [AH]

Équilibre d’un couple acide-base faible.

Exemples d'application

  • •Titrage de 20,0 mL d’acide chlorhydrique (HCl) par une solution de soude (NaOH) à 0,100 mol/L : le volume équivalent V_E = 15,0 mL donne C_HCl = 0,0750 mol/L.
  • •Titrage de l’acide éthanoïque (CH₃COOH) par NaOH : la courbe montre un saut de pH moins net que pour un acide fort, et le pH à l’équivalence est basique.
  • •Détermination de la concentration d’une solution d’ammoniac (NH₃) par titrage avec HCl : le pH à l’équivalence est acide.

Exercices types Bac

  • 1.À partir d’une courbe pH = f(V), déterminer graphiquement le volume équivalent par la méthode des tangentes.
  • 2.Calculer la concentration d’un acide inconnu à partir des données d’un titrage pH-métrique.
  • 3.Exploiter le pH à la demi-équivalence pour déterminer le pK_A d’un couple acide-base faible.
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