Ressources · Terminale · Spécialité Physique-Chimie
Fiche de révision : Titrages pH-métrique et conductimétrique
Loi de Kohlrausch, étalonnage, titrages acide-base suivis par pH-métrie et conductimétrie, indicateurs, titre massique.
Titrages suivis par pH-métrie et conductimétrie
Fiche méthode
(Physique-chimie Tle spécialité · Constitution et transformations de la matière · Déterminer la composition d’un système par des méthodes physiques et chimiques)
La démarche pour exploiter un titrage
1. J’écris la réaction support : H₃O⁺ + HO⁻, AH + HO⁻ ou B + H₃O⁺, totale.
2. Je trouve VE : tangentes ou dérivée (pH), intersection des droites (σ), virage (indicateur).
3. J’applique CAVA = CBVE, puis le facteur de dilution.
4. J’exploite la courbe : pKA à VE ÷ 2, pHE, pentes par les λ.
5. Je conclus : masse, titre massique, incertitude et écart normalisé z.
Cas 1 · Calculer une conductivité
Réflexe — tous les ions, en mol·m⁻³, chacun multiplié par son λ.
Exemple. Chlorure de potassium à 2,00 mmol·L⁻¹ ; λ(K⁺) = 7,35 et λ(Cl⁻) = 7,63 mS·m²·mol⁻¹.
c = 2,00 mol·m⁻³ ; σ = (7,35 + 7,63) × 2,00 ≈ 30,0 mS·m⁻¹, soit 3,00 × 10⁻² S·m⁻¹.
Attention — loi valable en solution diluée, à température fixée ; étalonnage : mesure dans la gamme.
Cas 2 · Composition après un ajout
Réflexe — avant VE le titrant est limitant, après c’est l’espèce titrée.
Exemple. 6,0 × 10⁻⁴ mol d’une base B titrée par l’acide chlorhydrique à 5,0 × 10⁻² mol·L⁻¹ ; on a versé 15,0 mL.
VE = 6,0 × 10⁻⁴ ÷ (5,0 × 10⁻²) = 12,0 mL : on a dépassé l’équivalence.
B épuisé ; H₃O⁺ en excès : 5,0 × 10⁻² × 3,0 × 10⁻³ = 1,5 × 10⁻⁴ mol.
Attention — les ions spectateurs (Na⁺, Cl⁻) restent dans le bécher.
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Cas 3 · Exploiter une courbe pH = f(V)
Réflexe — E par les tangentes, puis pH à VE ÷ 2.
Exemple. 20,0 mL d’un acide AH titrés par la soude à 0,050 mol·L⁻¹ : E(16,2 mL ; 8,9) ; pH = 4,6 à 8,1 mL.
CA = 0,050 × 16,2 ÷ 20,0 = 0,0405 mol·L⁻¹.
pHE > 7 : acide faible ; 8,1 mL = VE ÷ 2, donc pKA = 4,6.
Attention — pHE = 7 seulement pour acide fort et base forte ; pas de pKA pour un acide fort.
Cas 4 · Choisir un indicateur
Réflexe — la zone de virage contient pHE.
Exemple. Base faible titrée par l’acide chlorhydrique : pHE = 3,5.
Hélianthine 3,1 – 4,4 : seule zone qui contient 3,5 (le vert de bromocrésol commence à 3,8) : on choisit l’hélianthine.
Attention — comparer au pH à l’équivalence, pas au pKA.
Cas 5 · Interpréter une courbe σ = f(V)
Réflexe — ion qui disparaît contre ion qui le remplace.
Exemple. Potasse (K⁺ + HO⁻) titrée par l’acide nitrique (H₃O⁺ + NO₃⁻).
Avant : HO⁻ (19,8) remplacé par NO₃⁻ (7,14), σ diminue. Après : H₃O⁺ et NO₃⁻ s’accumulent (42,1), σ augmente.
VE à l’intersection des deux droites.
Attention — grand volume d’eau au départ, sinon conductivité corrigée.
Cas 6 · Titre massique et incertitude
Réflexe — C = w ρ ÷ M ; incertitudes relatives en racine de la somme des carrés.
Exemple. Soluté de M = 50,0 g·mol⁻¹ à 20 % en masse, densité 1,10 ; puis incertitudes relatives de 1,2 % et 0,5 %.
C = 0,20 × 1 100 ÷ 50,0 = 4,40 mol·L⁻¹.
u ÷ C = racine de (1,2² + 0,5²) = 1,3 % ; compatible si z ≤ 2.
Attention — arrondir l’incertitude par excès ; jamais de somme d’incertitudes absolues.
Les pièges
- Oublier la conversion en mol·m⁻³ dans la loi de Kohlrausch (facteur 1 000).
- Écrire pHE = 7 pour un acide ou une base faible.
- Lire un pKA à la demi-équivalence d’un acide fort.
- Prendre le point mesuré le plus bas pour VE en conductimétrie.
- Oublier le facteur de dilution entre la prise d’essai et la solution d’origine.
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