Titrage et équivalence

Définition, exemple concret, explications détaillées, piège à éviter et questions corrigées. Physique-chimie, niveau Première et Terminale.

⚗️ Physique-chimiePremière et Terminale
Sur cette page
  1. Un exemple concret
  2. Le piège à éviter
  3. Pour aller plus loin
  4. Ne pas confondre
  5. Dans ta copie
  6. À retenir
  7. Teste-toi
  8. Questions fréquentes
  9. Notions liées
DéfinitionUn titrage est un dosage destructif : on fait réagir l'espèce à doser avec une solution titrante de concentration connue, selon une réaction rapide, totale et unique. L'équivalence est atteinte quand les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques ; le volume versé à ce moment, VE, permet de calculer la quantité de l'espèce titrée.

Un exemple concret

On titre 20,0 mL d'acide chlorhydrique par de la soude à 0,100 mol/L. L'équivalence est repérée pour VE = 12,0 mL. Comme la réaction est mole à mole, CA × 20,0 = 0,100 × 12,0, d'où CA = 0,060 mol/L.

Le piège à éviter

Écrire CA·VA = CB·VE sans vérifier les coefficients. Si l'équation est a A + b B, la relation à l'équivalence est nA / a = nB / b. Ne confonds pas non plus équivalence et neutralité (pH = 7).

Pour aller plus loin

Le montage classique comporte une burette graduée contenant la solution titrante et un bécher contenant un volume précis de solution titrée, prélevé à la pipette jaugée, sous agitation magnétique. Avant l'équivalence, le réactif titrant est limitant ; après l'équivalence, c'est le réactif titré qui a été entièrement consommé et le titrant s'accumule.

On repère l'équivalence de plusieurs façons. Le titrage colorimétrique utilise un changement de couleur, dû à une espèce colorée ou à un indicateur. Le titrage pH-métrique suit le pH : l'équivalence correspond au saut de pH, et on la détermine par la méthode des tangentes parallèles ou par le maximum de la dérivée dpH/dV. Le titrage conductimétrique suit la conductivité : la courbe présente deux segments de pentes différentes, dont l'intersection donne VE.

La relation d'équivalence découle du tableau d'avancement : pour a A + b B → produits, n(A)initial / a = n(B)versé / b, soit CA·VA / a = CB·VE / b. Exemple : pour 10,0 mL d'une solution de diiode titrée par du thiosulfate à 0,050 mol/L selon I2 + 2 S2O3²⁻ → 2 I⁻ + S4O6²⁻, avec VE = 8,0 mL, on obtient n(I2) = 0,050 × 8,0×10⁻³ / 2 = 2,0×10⁻⁴ mol, donc C = 2,0×10⁻² mol/L. Ce calcul apparaît dans le thème « Déterminer la composition d'un système par des méthodes physiques et chimiques ».

Ne pas confondre

  • Dosage par étalonnage : L'étalonnage compare une grandeur physique (absorbance, conductivité) à une gamme d'étalons sans détruire l'échantillon ; le titrage consomme l'espèce par une réaction chimique.
  • Point de demi-équivalence : À la demi-équivalence, on a versé VE/2 ; lors du titrage d'un acide faible par une base forte, le pH y est égal au pKa du couple.

Dans ta copie

La réaction support du titrage est HO⁻ + H3O⁺ → 2 H2O ; elle est rapide, totale et unique. À l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques, donc n(H3O⁺)initial = n(HO⁻)versé, soit CA × VA = CB × VE. Graphiquement, la méthode des tangentes donne VE = 12,0 mL. J'en déduis CA = CB × VE / VA = 0,100 × 12,0 / 20,0 = 0,060 mol/L. Le résultat est cohérent avec l'ordre de grandeur attendu pour la solution diluée.

À retenir

  • La réaction support d'un titrage doit être rapide, totale et unique.
  • À l'équivalence, le réactif titré et le réactif titrant sont tous deux épuisés.
  • Avec les coefficients a et b, la relation est n(titré)/a = n(titrant)/b.
  • Saut de pH, changement de couleur ou rupture de pente permettent de repérer VE.

Teste-toi

Physique-chimie · question corrigée

Dans le titrage de A par B selon A + 2 B → produits, quelle relation est vraie à l'équivalence ?

Voir la réponse

Réponse B. À l'équivalence, n(A)/1 = n(B)/2. Il faut deux fois plus de B que de A.

Physique-chimie · question corrigée

Lors d'un titrage pH-métrique, comment repère-t-on précisément le volume équivalent ?

Voir la réponse

Réponse D. L'équivalence correspond au point d'inflexion du saut de pH, donné par le maximum de dpH/dV ou la méthode des tangentes.

Questions fréquentes

Le pH vaut-il toujours 7 à l'équivalence ?

Non. Il vaut 7 pour un acide fort titré par une base forte. Pour un acide faible titré par une base forte, le pH à l'équivalence est supérieur à 7.

Comment choisir un indicateur coloré ?

On choisit un indicateur dont la zone de virage contient le pH à l'équivalence. Le changement de couleur se produit alors au moment du saut de pH.

Notions liées

Pour réviser tout le chapitre, va sur la page Physique-chimie, ou retrouve toutes les définitions dans le lexique du bac. Dans l'application, les quiz reprennent ces notions sur le programme de ta série.

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