Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
Fiche de révision : Titrages et dosages
Le titrage direct d’une espèce en solution : titré, titrant et réaction support d’oxydoréduction ; l’évolution des quantités de matière et le changement de réactif limitant au cours du titrage ; la définition de l’équivalence et la relation entre les quantités de réactifs introduites ; le repérage de l’équivalence par un changement de couleur ; la réalisation d’un titrage et l’exploitation du volume équivalent.
Titrage : déterminer une quantité de matière
Fiche méthode
(Physique-chimie 1re spécialité · Constitution et transformations de la matière · Déterminer une quantité de matière grâce à une transformation chimique)
La démarche pour tout titrage
1. J’écris la réaction support : titré dans le bécher, titrant dans la burette ; rapide, totale, unique.
2. Je suis le réactif limitant : le titrant avant VE, le titré après.
3. J’écris la relation à l’équivalence : n0(titré) ÷ a = CB × VE ÷ b.
4. Je prévois le changement de couleur : titrant qui apparaît, titré qui disparaît, ou indicateur.
5. Je conclus : C = n0 ÷ VA, × F, m = n × M, écart relatif.
Cas 1 · Titré, titrant, réaction support
Réflexe — titré = concentration cherchée, dans le bécher ; titrant = concentration connue, dans la burette.
Exemple. La burette contient une solution acidifiée de permanganate de potassium de concentration connue ; le bécher, 10,0 mL d’eau oxygénée. Équation : 2 MnO₄⁻ + 5 H₂O₂ + 6 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 O₂ + 8 H₂O.
Titré : le peroxyde d’hydrogène H₂O₂ ; titrant : l’ion permanganate. Les ions H⁺, en excès, ne sont ni l’un ni l’autre.
La réaction est rapide, totale et unique : elle peut servir de réaction support.
Attention — une réaction lente, non totale ou concurrencée par une autre ne permet pas de repérer une équivalence fiable.
Cas 2 · Quantités pour un volume versé
Réflexe — n(titrant) = CB × V, puis comparer les deux xmax.
Exemple. I₂ + 2 S₂O₃²⁻ → 2 I⁻ + S₄O₆²⁻ : 4,0 × 10⁻⁴ mol de diiode titrées par le thiosulfate à 0,100 mol·L⁻¹. Que reste-t-il pour V = 3,0 mL ?
n(S₂O₃²⁻) = 0,100 × 3,0 × 10⁻³ = 3,0 × 10⁻⁴ mol, xmax = 1,5 × 10⁻⁴ mol : le thiosulfate est limitant.
Il reste 4,0 × 10⁻⁴ − 1,5 × 10⁻⁴ = 2,5 × 10⁻⁴ mol de diiode.
Attention — après VE, c’est le titrant qui reste : n = CB × (V − VE).
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Cas 3 · Relation à l’équivalence
Réflexe — n0(titré) ÷ a = CB × VE ÷ b, volumes en litres.
Exemple. Cr₂O₇²⁻ + 6 Fe²⁺ + 14 H⁺ → 2 Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O : 10,0 mL d’ions fer(II) titrés par le dichromate à 5,00 × 10⁻³ mol·L⁻¹ ; VE = 12,0 mL.
n0(Fe²⁺) = 6 × 5,00 × 10⁻³ × 12,0 × 10⁻³ = 3,60 × 10⁻⁴ mol.
C = 3,60 × 10⁻⁴ ÷ 0,0100 = 3,60 × 10⁻² mol·L⁻¹.
Attention — écrire CAVA = CBVE ici donnerait un résultat six fois trop petit.
Cas 4 · Prévoir le changement de couleur
Réflexe — quelle espèce colorée apparaît (titrant en excès) ou disparaît (titré consommé) ?
Exemple. On verse une solution de diiode sur 20,0 mL d’une solution incolore d’acide ascorbique additionnée d’empois d’amidon.
Avant VE, le diiode est limitant : il est consommé, le mélange reste incolore.
À l’équivalence, la première goutte de diiode en excès et l’empois donnent un bleu foncé persistant.
Attention — c’est la persistance de la teinte, malgré l’agitation, qui marque l’équivalence.
Cas 5 · Du volume équivalent au résultat
Réflexe — relation à l’équivalence, C = n ÷ VA, × F, m = n × M, écart relatif.
Exemple. Une solution d’ions fer(II) diluée 10 fois donne, pour 10,0 mL titrés par le permanganate à 2,00 × 10⁻² mol·L⁻¹ (1 MnO₄⁻ pour 5 Fe²⁺), VE = 8,40 mL.
n0 = 5 × 2,00 × 10⁻² × 8,40 × 10⁻³ = 8,40 × 10⁻⁴ mol ; solution diluée : 8,40 × 10⁻² mol·L⁻¹.
Solution d’origine : 10 × 8,40 × 10⁻² = 0,840 mol·L⁻¹.
Attention — burette rincée avec le titrant, lecture au bas du ménisque, et le facteur F à la fin.
Les pièges
- Placer le titré dans la burette, ou prendre H⁺ pour le titrant.
- Dire que le titré est limitant avant l’équivalence.
- Écrire CAVA = CBVE sans regarder les nombres stœchiométriques.
- Prendre une teinte qui s’efface en agitant pour l’équivalence.
- Rincer la burette à l’eau seulement, ou oublier le facteur de dilution.
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