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Le titrage est une technique de chimie analytique utilisée pour trouver une concentration inconnue d’un analyte (le titrand) en le faisant réagir avec un volume et une concentration connus d’une solution standard (appelée le titrant). Les titrages sont généralement utilisés pour les réactions acide-base et les réactions d’oxydoréduction.
Voici un exemple de problème de détermination de la concentration d’un analyte dans une réaction acide-base :
Problème de titrage – Solution étape par étape
Une solution de 25 ml de NaOH 0,5 M est titrée jusqu’à sa neutralisation dans un échantillon de 50 ml de HCl. Quelle était la concentration de l’HCl ?
Étape 1 : Déterminer [OH-]
Chaque mole de NaOH aura une mole de OH-. Par conséquent, [OH-] = 0.5 M.
Étape 2 : Déterminer le nombre de taupes de OH-
Molarité = nombre de taupes/volume
Nombre de taupes = Molarité x Volume
Nombre de moles OH- = (0,5 M)(0,025 L)Nombre de moles OH- = 0,0125 mol
Étape 3 : Déterminer le nombre de grains de beauté de H+
Lorsque la base neutralise l’acide, le nombre de moles de H+ = le nombre de moles de OH-. Par conséquent, le nombre de moles de H+ = 0,0125 moles.
Étape 4 : Déterminer la concentration de HCl
Chaque mole de HCl produira une mole de H+ ; par conséquent, le nombre de moles de HCl = nombre de moles de H+.
Molarité = nombre de taupes/volume
Molarité de HCl = (0,0125 mol)/(0,05 L)Molarité de HCl = 0,25 M
Réponse
La concentration de HCl est de 0,25 M.
Une autre méthode de solution
Les étapes ci-dessus peuvent être réduites à une seule équation :
MacidVacid = MbaseVbase
où
Macid = concentration de l’acideVacide = volume de l’acideMbase = concentration de la baseVbase = volume de la base
Cette équation fonctionne pour les réactions acide/base où le rapport molaire entre l’acide et la base est de 1:1. Si le rapport était différent, comme pour le Ca(OH)2 et le HCl, le rapport serait de 1 mole d’acide pour 2 moles de base. L’équation serait maintenant la suivante :
MacidVacid = 2MbaseVbase
Pour l’exemple de problème, le ratio est de 1:1 :
MacidVacid = MbaseVbase
Macid(50 ml)= (0,5 M)(25 ml)Macid = 12,5 MmL/50 mlMacid = 0,25 M
Erreur dans les calculs de titrage
Différentes méthodes sont utilisées pour déterminer le point d’équivalence d’un titrage. Quelle que soit la méthode utilisée, une certaine erreur est introduite, de sorte que la valeur de la concentration est proche de la valeur réelle, mais pas exacte. Par exemple, si l’on utilise un indicateur de pH coloré, il peut être difficile de détecter le changement de couleur. Habituellement, l’erreur consiste ici à dépasser le point d’équivalence, ce qui donne une valeur de concentration trop élevée.
Une autre source potentielle d’erreur lors de l’utilisation d’un indicateur acide-base est que l’eau utilisée pour préparer les solutions contient des ions qui modifieraient le pH de la solution. Par exemple, si l’on utilise de l’eau dure du robinet, la solution de départ serait plus alcaline que si l’eau déionisée distillée avait été le solvant.
Si un graphique ou une courbe de titrage est utilisé pour trouver le point final, le point d’équivalence est une courbe plutôt qu’un point net. Le point final est une sorte de « meilleure estimation » basée sur les données expérimentales.
L’erreur peut être minimisée en utilisant un pH-mètre calibré pour trouver le point final d’un titrage acide-base plutôt qu’un changement de couleur ou une extrapolation à partir d’un graphique.
