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TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  

TP  1  SI  :  TITRAGES  ACIDO-­‐BASIQUES  
PARTIE  A  :  MONOACIDES,  MONOBASES  
 
Objectif  :    
-­‐
Vérifier  ou  déterminer  la  composition  d’une  solution  par  
 
       t  itrage.  
   
-­‐
Mettre  en  œuvre  différentes  techniques  pour  repérer  l’équivalence  d’un  titrage.  
-­‐
Déterminer  un  pKA  grâce  à  un  courbe  de  titrage.  

 

QUELQUES  RAPPELS  SUR  LES  TITRAGES  
1. Qu’est  ce  qu’un  titrage  ?  
En  chimie  analytique,  le  dosage  est  l'action  qui  consiste  à  déterminer  la  quantité  d'une  substance  (l’analyte)  présente  dans  un  
mélange.  Il  existe  de  nombreux  domaines  dans  lesquels  on  cherche  à  connaitre  la  concentration  d’une  espèce  :    
• Pollution  :  dosage  des  métaux  dans  l’eau  de  mer…  
• Contrôle  qualité  alimentaire  :  dosage  du  fer  dans  le  vin…  
• Santé  :  pH  des  piscines…  
• Pharmaceutique  :  teneur  en  principe  actif  d’un  médicament…  
• Cosmétiques  :  colorants,  adjuvants…  
Le  domaine  auquel  on  va  s’intéresser  est  celui  des  titrages.  Un  titrage  est  un  mode  particulier  de  dosage.  Une  réaction  chimique  
est  réalisée  :   une  espèce  titrante,  de   concentration   connue,   permet   la   détermination   de   la   concentration   inconnue   de  l’espèce  
titrée.   On   appelle   réaction   de   titrage   la   réaction   mise   en   jeu.   L’espèce   titrée   est   détruite  :   on   dit   qu’il   s’agit   d’un   dosage  
destructif.  
 
2. Quelles  caractéristiques  doit  avoir  une  réaction  de  titrage  ?    
 
Une  réaction  de  titrage  doit  être  :  
-­‐ Unique  (spécifique  du  réactif  à  titrer)  
-­‐ Totale  
-­‐ Rapide  
-­‐ Telle  que  l’équivalence  soit  détectable  
 
Supposons  qu’on  réalise  le  titrage  d’un  volume  VA  d’une  solution  d’espèce  A  (espèce  titrée)  de  concentration    inconnue  CA  par  
une  solution  d’espèce  B  (espèce  titrante)  de  concentration  connue  CB.    
 
Le  bilan  de  la  réaction  de  titrage  est  le  suivant  :  αA  +  βB  -­‐>  produits  
L’équivalence  correspond  au  moment  où  les  réactifs  titrant  et  titré  ont  été  introduits  dans  les  proportions  
stœchiométriques.  On  a  alors  :  
n!"!#!$%& (espèce  titrée  A) n!"#$%&'!# espèce  titrante  B
=
 
α
β
 
La  relation  à  l’équivalence  peut  également  s’écrire  :  

!!"!#!$%& (!"#è%!  !"!#é%  !)
!

=

!! .!!
!

   ou  encore    

!! .!!
!

=

!! .!!
!

 .  

• VE  est  le  volume  de  solution  titrante  introduit  à  l’équivalence  appelé  volume  versé  à  l’équivalence  ou  volume  équivalent.  
• VA  est  le  volume  de  solution  à  titrer  initialement  placé  dans  le  bécher.  Le  volume  d’eau  éventuellement  ajouté  ne  doit  pas  
être  pris  en  compte  !  (Il  ne  modifie  pas  la  quantité  de  matière  de  l’espèce  titrée  A).  
En   repérant   le   volume   versé   à   l’équivalence,   on   peut   donc   déterminer   la   quantité   de   matière   d’espèce   titrée,   ou   la  
concentration  de  la  solution  titrée.    
 
Remarque   1  :   Si   vous   cherchez   à   déterminer   la   quantité   de   matière   de   l’espèce   titrée   dans   la   solution,   inutile   de   convertir   la  
relation  à  l’équivalence  en  concentration  !  Garder    

!!"!#!$%& (!"#è%!  !"!#é%  !)
!

=

!! .!!
!

.  

Remarque   2  :   Avant   l’équivalence,   le   réactif   titré   a   été   introduit   en   excès.   Après   l’équivalence,   le   réactif   titrant   a   été   introduit   en  
excès.    

 

1  

TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  
3. Rédaction  
Pour  exploiter  l’équivalence,  il  faut  :    
• Ecrire  l’équation  bilan  de  la  réaction  de  titrage  
• Ecrire  la  phrase  suivante  :  
«  A  l’équivalence  les  réactifs  ont  été  introduits  dans  les  proportions  stœchiométriques  »  
• Ecrire  la  relation  à  l’équivalence,  avec  les  indices  «  introduit  »  et  «  initial  »  :    
𝐧𝐢𝐧𝐢𝐭𝐢𝐚𝐥𝐞 (𝐞𝐬𝐩è𝐜𝐞  𝐭𝐢𝐭𝐫é𝐞  𝐀) 𝐧𝐢𝐧𝐭𝐫𝐨𝐝𝐮𝐢𝐭 𝐞𝐬𝐩è𝐜𝐞  𝐭𝐢𝐭𝐫𝐚𝐧𝐭𝐞  𝐁
=
 
𝛂
𝛃
 
4. Aspect  pratique  :  comment  repérer  l’équivalence  ?    
Dans   un   titrage,   on   doit   repérer   l’équivalence   en   visualisant   le   changement   brusque   d’un   paramètre.   Différentes   techniques  
permettent  de  repérer  l’équivalence.  Nous  aborderons  cette  année  :    
• La  colorimétrie  :  les  espèces  présentes  avant  et  après  l’équivalence  n’ont  pas  la  même  couleur  :  l’équivalence  sera  marqué  
par  un  changement  de  couleur.    
  L’espèce   colorée   peut   être   l’un   des   réactifs,   titrant   ou   titré   (à   l’équivalence,   la   solution   perdra   la   couleur   du   réactif   titré  
pour  prendre  celle  du  réactif  titrant)  ou  bien  un  indicateur  coloré,  espèce  ajoutée  en  faible  quantité  dans  le  milieu  et  qui  
changera  de  couleur  à  l’équivalence  (s’il  est  bien  choisi).  
• La   conductimétrie  :   on   mesure   en   continu   la   conductivité   de   la   solution   à   l’aide   d’un   conductimètre   (voir   fiche  
conductimètre).   Si   des   ions   apparaissent   ou   disparaissent   au   cours   du   titrage,   l’évolution   de   la   conductivité   au   cours   du  
titrage  peut  permettre  de  repérer  l’équivalence.    
• La   pH-­‐métrie  :   lorsque   la   réaction   de   titrage   est   acido-­‐basique,   les   espèces   qui   fixent   le   pH   de   la   solution   changent   au  
moment  de  l’équivalence  :  on  a  alors  une  modification  brutale  du  pH.  On  peut  donc  repérer  l’équivalence  en  mesurant  le  
pH  au  cours  du  titrage  à  l’aide  d’un  pH-­‐mètre  (voir  fiche  pH-­‐mètre).    
• La   potentiométrie  :   si   la   réaction   de   titrage   est   une   réaction   d’oxydoréduction,   les   espèces   qui   fixent   le   potentiel   de   la  
solution   changent   au   moment   de   l’équivalence  :   on   a   alors   une   modification   brutale   du   potentiel.   On   peut   donc  repérer  
l’équivalence  en  mesurant  le  potentiel  au  cours  du  titrage  à  l’aide  d’un  potentiomètre  (voir  fiche  potentiomètre).    
 

ETUDE  DE  TITRAGES  
 
1. Simulation  du  titrage  d’un  acide  fort  par  une  base  forte  
 
a. Tracé  de  la  courbe  
En   utilisant   un   logiciel   de   simulation,   on   peut   simuler   le   titrage   de   VA=10   mL   d’une   solution   d’acide   chlorhydrique   de  
-­‐1  
concentration  CA  =  0,10  mol.L par  une  solution  de  soude  de  même  concentration  (CS=CA).  
On   a   superposé   la   courbe   donnant   le   pH   en   fonction   du   volume   versé,   la   conductivité   et   la   conductivité   corrigée  
(conductivité*Vtotal  bécher)    

Conductivité  corrigée  

Conductivité    

 
 

 

 

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TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  
Equation  bilan  de  la  réaction  de  titrage  et  sa  constante  d’équilibre  :  
 
 
 
b. Commentaire  sur  l’allure  de  la  courbe  pH-­‐métrique  
Commenter  l’allure  de  la  courbe.  Quelle  serait  l’allure  de  la  courbe  du  titrage  d’une  base  forte  par  un  acide  fort  ?    
 
 
 
 
 
Comment  repère-­‐t-­‐on  l’équivalence  d’un  tel  titrage  ?    
 
 
 
 
 
 
Que  vaut  le  pH  à  l’équivalence  ?  Expliquer.  
 
 
 
 
 
 
 
c. Commentaire  sur  l’allure  de  la  courbe  conductimétrique  
 
En  complétant  le  tableau  suivant,  commenter  l’allure  de  la  courbe.    
 
 
Ions  
Evolution  des  concentrations  
Pour  V<Vequ  
Pour  V>Vequ  

+

H3O  
 
 
 
 

HO

-­‐  

Cl

-­‐  

Na

 

 

 

 

 

 

+  

 
 
 
 
 
2
–1
Données  (25°C)  :  Conductivités  molaires  ioniques  à  dilution  infinie,  λ°,  exprimées  en  mS.m .mol  :  
+
-­‐  
-­‐  
+  
 
Ions  
H3O  
HO
Cl
Na
-­‐1
-­‐1
 
λ°(mS.cm .mol )  
35,0  
19,8   7,63   5,0  
 
Quelle  différence  d’allure  y’a-­‐t-­‐il  entre  la  conductivité  et  la  conductivité  corrigée  ?  en  quoi  est-­‐ce  intéressant  ?    
 
 
 
 
 

 

3  

TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  

Généralisation  :   Pour   obtenir   des   portions   de   droites   en   traçant   la   conductivité   au   cours   du   titrage,   il   faut   que   la   dilution   au  
cours  du  titrage  soit  négligeable  (donc  que  Vburette<<Vbécher).  Pour  cela,  on  ajoutera  un  grand  volume  d’eau  dans  le  bécher  avant  
le  titrage.    
Si   le   titrage   a   déjà   été   effectué   et   que   ces   conditions   ne   sont   pas   réalisées,   il   faudra   tracer   la   conductivité   corrigée  :                                  
σ corr  =  σ x  (Vversé  +  Vbécher)  =  f(Vversé).  
 
d. Exploitation  de  l’équivalence  
Ecrire  la  relation  à  l’équivalence  du  titrage  et  retrouver  la  concentration  de  l’acide  chlorhydrique  CA.  
 
 
 
 
 
e. Titrage  colorimétrique  
Définition  :   Un   indicateur   coloré   acido-­‐basique   correspond   à   un   couple   acido-­‐basique   dont   les   deux   formes   acide   HIn   et  
-­‐
basique   In   ont   des   couleurs   différentes   en   solution.   Ce  sont  des  espèces  très  colorées  (fort  coefficient  d’absorption)  et  une  
goutte  suffit  en  général  à  colorer  une  solution.    
 
-­‐
-­‐
Quand  HIn  est  majoritaire  (In  négligeable),  la  solution  prend  la  couleur  de  HIn,  et  quand  In  est  majoritaire  (HIn  négligeable),  la  
-­‐
solution  prend  la  couleur  de  In .  Lorsque  les  deux  espèces  ont  des  concentrations  proche,  la  couleur  est  intermédiaire  :  on  est  
dans  la  zone  de  virage.  Il  existe  plusieurs  indicateurs  colorés,  de  zones  de  virages  différentes.  

 Choix  et  utilisation  d’un  indicateur  coloré  
-­‐
-­‐

Le   pH   à   l’équivalence   doit   être   contenu   dans   la  
zone  de  virage  de  l’indicateur  coloré.  
Afin   de   ne  pas   fausser   le   titrage,  l’indicateur   doit  
être  introduit   en   très   faible   quantité  par   rapport  
au  réactif  à  titrer,  2  ou  3  gouttes  suffisent.  
 
Proposer  un  indicateur  coloré  pour  le  
titrage  d’un  acide  fort  par  une  base  forte.  
 
 

 
 
 
 
2. Titrage  d’un  acide  faible  par  une  base  forte  
a. Objectif  
Le  vinaigre  est  essentiellement  constitué  d’acide  éthanoïque  (ou  acide  acétique)  CH3COOH.  Sur  chaque  bouteille  est  indiqué  le  
degré  d’acidité  du  vinaigre  testé.  Le  degré  d’acidité  d’un  vinaigre  est  égal  à  la  masse  d’acide  acétique  présente  dans  100  g  de  
vinaigre.  Par  exemple,  un  vinaigre  de  8°  contient  8  g  d’acide  acétique  pour  100  g  de  vinaigre.    
On  souhaite  vérifier  que  la  quantité  d’acide  acétique  contenue  dans  le  vinaigre  correspond  à  l’indication  portée  sur  l’étiquette.      
Données  (25°C)  :    
2
–1
• Conductivités  molaires  ioniques  à  dilution  infinie,  λ°,  exprimées  en  mS.m .mol  :  

+

 
Ion  
HO  
Na  
CH3COO  
 
19,8  
5,0  
4,1  
λ°  (mS.m2.mol–1)  
 
-­‐
• pKA(CH3COOH/CH3COO )=4,8  
-­‐1
• M(CH3COOH)=60  g.mol  
• dvinaigre=1  
 
 
 

 

4  

TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  
b.  Manipulation  
Diluer   20   fois   le   vinaigre  puis  procéder  au  titrage  pH-­‐métrique   et   conductimétrique   de  10   mL   de   la   solution   obtenue   par   une  
-­‐2
-­‐1
solution   d’hydroxyde   de   sodium   de   concentration   5,0.10 mol.L .   On   ajoutera   100   mL   d’eau   avant   de   démarrer   le   titrage.   On  
réalisera  les  deux  suivis  simultanément.    
 
Quelques  questions  avant  de  démarrer  :    
Conductimétrie  
pH-­‐métrie  
Comment  va-­‐t-­‐on  repérer  l’équivalence  du  titrage  ?    
Comment  va-­‐t-­‐on  repérer  l’équivalence  du  titrage  ?    
 
 
 
 
Est-­‐il   nécessaire   de   resserrer   les   points   autour   de    
l’équivalence  ?    
 
 
 
 
 
 
 
Que   mesure   un   conductimètre  ?   Quel   est   le   lien   entre    
cette  grandeur  mesurée  et  la  conductivité  ?    
Est-­‐il   nécessaire   de   resserrer   les   points   autour   de  
 
l’équivalence  ?   Comment   faire   pour   mettre   cette  
 
consigne  en  pratique  ?  
 
 
Est-­‐il  nécessaire  d’étalonner  le  conductimètre  ?    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A  quoi  sert  l’ajout  des  100  mL  d’eau  au  départ  ?  
 
 
 
 
 
 
c.  Exploitation  du  titrage  
Ecrire  la  réaction  qui  se  produit  lors  du  titrage  et  déterminer  sa  constante  d’équilibre.  Commenter.  
 
 
 
Déterminer  la  composition  du  vinaigre  et  comparer  le  résultat  avec  l’indication  de  l’étiquette.    

 

5  

TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  
d.  Commentaire  sur  l’allure  de  la  courbe  conductimétrique  
En  faisant  un  bilan  des  ions  présents  au  cours  du  titrage,  commenter  l’allure  de  la  courbe.  
 
 
 
 
 
 
 
 
d.  Commentaire  sur  l’allure  de  la  courbe  pH-­‐métrique  
Comparer  l’allure  de  la  courbe  obtenue  à  celle  du  titrage  pH-­‐métrique  de  l’acide  fort.  Quelles  différences  observe-­‐t-­‐
on  ?    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quelle  est  la  quantité  restante  d’acide  éthanoïque  pour  Vversé=Veq/2,  appelé  «  demi-­‐équivalence  du  titrage  »  ?  Quelle  
est  alors  la  quantité  d’ion  éthanoate  produite  ?  On  pourra  répondre  à  cette  question  en  complétant  le  tableau  
d’avancement  ci-­‐dessous.  En  déduire  le  pH  à  la  demi-­‐équivalence.  
 
-­‐
-­‐
 
CH3COOH  
+  
HO  
=  
CH3COO  
+  
H2O  
 
Quantités  
 
 
 
 
 
 
 
mol  
introduites  
Quantités  restant  
 
 
 
 
 
 
 
mol  
dans  le  bécher  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quel  indicateur  coloré  aurait-­‐on  pu  choisir  pour  suivre  ce  titrage  par  colorimétrie  ?  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

6  

TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  

BILAN  :    
 
 

Conductimétrie  
 

Titrage  acide  faible  
 
 
 
 

Allure  de  la  courbe  

Repérage  de  
l’équivalence  

Incertitude  sur  la  
méthode  

Points  d’attention  lors  
de  la  mise  en  œuvre  

Autre  informations  
obtenues  sur  la  courbe  

Titrage  base  faible  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

pH-­‐métrie  
Titrage  acide  fort  
 
 
 
 
 
 
Titrage  base  forte  
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

 

 
 
 

 

 
 

 
 
 
 

7  

TP  Chimie  -­‐  Lefèvre  2014-­‐2015  

Communiq
uer  

Valider  

Réaliser  

Analyse S’appr  
r  
oprier  

BILAN  TP  SI-­‐1  :  TITRAGES  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Evaluation  

Oui  

A  revoir  

Sais-­‐je  identifier  la  réaction  qui  a  lieu  lors  d’un  titrage  ?  
Ai-­‐je  bien  repéré  l’allure  des  courbes  obtenues  dans  les  différents  cas  ?  

 
 

 
 

Sais-­‐je  déterminer  un  volume  équivalent  sur  une  courbe  de  titrage  ?  
Sais-­‐je  déterminer  une  concentration  à  l’aide  de  la  relation  à  l’équivalence  ?  
Sais-­‐je  choisir  un  indicateur  coloré  ?  

 
 
 

 
 
 

Sais-­‐je  mettre  en  œuvre  un  titrage  conductimétrique  ?  
Sais-­‐je  mettre  en  œuvre  un  titrage  pH-­‐métrique  ?  
Sais-­‐je  réaliser  une  simulation  sur  chimgéné  ?  
Sais-­‐je  tracer  et  exploiter  des  courbes  sur  LatisPro  ?  

 
 
 
 

 
 
 
 

Sais-­‐je  évaluer  les  sources  d’incertitudes  ?  

 

 

Sais-­‐je  comparer  un  résultat  expérimental  à  une  étiquette  ?  
Ai-­‐je  commenté  les  valeurs  obtenues  ?  

 
 

 
 

Mon  compte  rendu  est-­‐il  complet  ?  
Mon  compte  rendu  est-­‐il  clair  ?  
Mes  notations  sont-­‐elles  bien  choisies  ?  
Les  résultats  sont-­‐ils  présentés  avec  une  unité  ?  

 
 
 
 

 
 
 
 

Est-­‐ce  que  mon  temps  est  bien  géré  ?  (être  efficace,  rapide  et  autonome)  

 

 

Ma  paillasse  est-­‐elle  propre  et  les  déchets  bien  gérés  ?  

 

 

Est-­‐ce  que  j’ai  été  sécuritaire,  pour  les  autres  et  pour  moi  ?  

 

 

Bilan  élève  :  Indiquer  trois  points  importants  que  vous  retiendrez  de  ce  TP  
 

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