Titrage pH-métrique et conductimétrique

Cours Complet : Titrage pH-métrique et Conductimétrique

Introduction

Le titrage est une méthode de chimie analytique qui permet de déterminer la concentration d'une solution en y ajoutant une autre solution de concentration connue, appelée solution titrante.
Dans le cadre du programme de terminale, nous étudions principalement deux types de titrage : le titrage pH-métrique et le titrage conductimétrique.

Ces techniques utilisent des capteurs pour suivre l'évolution des propriétés de la solution pendant l'ajout du réactif titrant :
- Le pH-mètre mesure l'évolution du pH dans le titrage pH-métrique.
- Le conductimètre mesure la conductivité dans le titrage conductimétrique.

Les points importants à comprendre sont le principe du titrage, les formules utilisées pour déterminer la concentration et la manière d'identifier le point d'équivalence.

1. Titrage pH-métrique

Le titrage pH-métrique consiste à suivre l'évolution du pH pendant un titrage acido-basique. On utilise un pH-mètre pour mesurer le pH de la solution après chaque ajout de solution titrante.

Le point d'équivalence est atteint lorsque le nombre de moles d'acide est égal au nombre de moles de base ajoutées. À ce moment, le pH change brusquement.
Les acides et les bases se dissocient en ions dans l'eau, et le pH mesure la concentration en ions H+ (ou H3O+).

Formule importante :
pH = -log([H+])

Le pH varie en fonction de la concentration en ions H+. Un changement brusque du pH indique que le point d'équivalence est atteint.

Exemple :
Titrage d'un acide fort par une base forte (comme HCl par NaOH) : le pH augmente progressivement, puis brusquement au point d'équivalence.

2. Titrage conductimétrique

Le titrage conductimétrique suit l'évolution de la conductivité de la solution pendant le titrage. La conductivité est une mesure de la capacité d'une solution à conduire l'électricité, et elle dépend du nombre d'ions présents.

Lors d'un titrage, la concentration des ions dans la solution varie, ce qui modifie la conductivité.
- Avant l'équivalence, la conductivité dépend principalement des ions de la solution titrée.
- Après l'équivalence, la conductivité dépend des ions apportés par le réactif titrant.

Formule importante :
Conductivité σ = λ * [ion]

Où λ est la conductivité molaire ionique, et [ion] la concentration des ions en solution.

Le point d'équivalence est atteint lorsque la conductivité de la solution change brusquement, car les ions responsables de la conductivité sont remplacés par ceux du réactif titrant.

3. Détails techniques et formules

Dans un titrage, nous utilisons les relations suivantes pour déterminer la concentration de la solution inconnue :

- Relation à l'équivalence :
n(acide) = n(base) soit C(acide) × V(acide) = C(base) × V(base)

Avec :
- C = concentration en mol/L
- V = volume en L
- n = nombre de moles

Pour un titrage acido-basique, l'équivalence est atteinte lorsque tout l'acide (ou la base) a réagi avec la base (ou l'acide) titrant. À ce moment :
n(acide) = n(base)

L'évolution du pH ou de la conductivité nous permet de repérer ce point d'équivalence.

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