Titrage acido-basique et courbe de titrage

ChimieAcides, bases et titrages17–18 ansLaboratoire virtuel

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Versez goutte à goutte la solution de NaOH de la burette dans l’acide contenu dans l’erlenmeyer. Le graphique du pH en fonction du volume se met à jour à chaque goutte et montre le saut de pH brutal à l’équivalence. Changez l’acide (fort/faible), les concentrations et l’indicateur coloré pour comprendre pourquoi le titrage d’un acide faible demande la phénolphtaléine plutôt que l’hélianthine. Une vue « TP au pH-mètre » ajoute une base faible (NH₃ par HCl), un acide faible avec une base faible et les polyacides H₃PO₄, acide citrique et Na₂CO₃ : étalonnez la sonde avec des solutions tampons, relevez un tableau de mesures, trouvez les équivalences avec ΔpH/ΔV et lisez le pKa à la demi-équivalence. Un TP étalon primaire prépare de l’acide oxalique ou du carbonate de sodium dans une fiole jaugée de 250 mL et titre NaOH ou HCl jusqu’à des volumes concordants pour trouver sa concentration molaire et massique.

Leçon : Titrage acido-basique (dosage pH-métrique et colorimétrique)

Ce qu’elle montre

Lors d’un titrage acido-basique, on verse depuis une burette une solution jusqu’à l’équivalence, où l’acide et la base ont réagi dans les proportions exactes. La courbe du pH y présente un saut. Un acide fort avec une base forte saute autour de pH 7 ; un acide faible donne une zone tampon, où pH = pKa à la demi-équivalence, et une équivalence basique. Les polyacides peuvent donner plusieurs sauts ; un indicateur convient si sa zone de virage est dans le saut. Un étalon primaire, comme l’acide oxalique ou le carbonate de sodium anhydre, est pesé puis dissous dans un volume connu pour doser une autre solution.

Mode d’emploi

En Titrage classique, choisissez l’Acide et l’Indicateur, versez NaOH avec +1 mL et +1 goutte et observez le virage. TP au pH-mètre ajoute d’autres couples : étalonnez la sonde avec des tampons, appuyez sur Relever après chaque ajout et trouvez l’équivalence avec ΔpH/ΔV. En Étalon primaire, réglez la Masse pesée, appuyez sur Transférer et dissoudre, complétez au trait, appuyez sur Boucher et agiter, puis utilisez Nouveau titrage et Relever jusqu’à deux volumes concordants, et appuyez sur Vérifier.

Paramètres modifiables

Acide titré HCl (acide fort), CH₃COOH (acide faible, Ka = 1,8×10⁻⁵)
Concentration de la solution de l’erlenmeyer 0,01–0,5 M
Volume de la solution de l’erlenmeyer 5–50 mL
Concentration de la solution de la burette 0,01–0,5 M
Indicateur coloré Phénolphtaléine (8,2–10), Hélianthine (3,1–4,4), Rouge de méthyle (4,4–6,2), Bleu de bromothymol (6,0–7,6), Thymolphtaléine (9,3–10,5)
Vue Titrage classique (HCl ou CH₃COOH par NaOH), TP au pH-mètre (plus de couples, tableau de mesures), TP étalon primaire (préparer une solution étalon, volumes concordants)
Couple titré (vue TP) HCl + NaOH (acide fort, base forte), CH₃COOH + NaOH (acide faible, base forte), NH₃ + HCl (base faible, acide fort), CH₃COOH + NH₃ (acide faible, base faible), H₃PO₄ + NaOH (triacide), Acide citrique + NaOH (triacide), Na₂CO₃ + HCl (deux équivalences)
Étalon primaire (TP étalon primaire) Acide oxalique dihydraté, titré par NaOH, Carbonate de sodium anhydre, titré par HCl
Masse d’étalon primaire pesée 0,2–5 g

Questions à explorer

Pourquoi le pH à l’équivalence est-il supérieur à 7 lors du titrage de CH₃COOH par NaOH ?
Pourquoi l’hélianthine vire-t-elle trop tôt lors du titrage de CH₃COOH ?
Pourquoi le rouge de méthyle convient-il mieux que la phénolphtaléine pour titrer NH₃ par HCl ?

Questions fréquentes

Quelle différence entre le point d'équivalence et le point de virage d'un titrage ?

Le point d'équivalence est celui où l'acide et la base ont réagi dans les proportions exactes, alors que le point de virage est celui où l'on observe le changement de couleur de l'indicateur. Un bon indicateur vire à l'intérieur du saut de pH, si bien que les deux points coïncident presque. Avec une sonde de pH, on repère l'équivalence là où ΔpH/ΔV est maximal.

Pourquoi le pH est-il égal au pKa à la demi-équivalence ?

À la demi-équivalence, la moitié de l'acide faible a été transformée en sa base conjuguée, donc [HA] = [A⁻]. La relation d'Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), se réduit alors à pH = pKa, car log 1 = 0. Pour CH₃COOH, avec Ka = 1,8×10⁻⁵, le pH vaut environ 4,74 à ce stade du titrage.

Pourquoi NaOH ne peut-il pas servir d'étalon primaire ?

NaOH solide ne peut pas servir d'étalon primaire, car il absorbe l'eau et le CO₂ de l'air : la masse pesée ne correspond donc pas à une quantité exacte de NaOH. Un étalon primaire doit être pur, stable et facile à peser, comme l'acide oxalique dihydraté ou le carbonate de sodium anhydre. Une solution de NaOH est donc étalonnée par titrage avec l'un d'eux.

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