TP C7

Un dosage permet de déterminer la concentration molaire d’une espèce chimique A présente dans
une solution.
Un dosage par titrage de l’espèce A consiste à la faire réagir avec une espèce
titrante B.
La transformation doit être totale, rapide et unique.
On effectue des ajouts successifs de la solution titrante, de concentration connue,
dans une prise d’essai de la solution à titrer.
La solution titrée est prélevée précisément, avec une …………………….………… ,
et la solution titrante est introduite à l’aide d’une ……………………………..
La transformation associée à la réaction de titrage doit présenter une caractéristique physique (pH, couleur,
conductivité, absorbance …) variant au cours du titrage.
L’équivalence d’un titrage est définie par le changement de réactif limitant.
A l’équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stoechiométriques de la réaction de
dosage : les quantités de réactifs à l’équilibre peuvent être considérées comme nulles.
Les détartrants pour cafetière sont constitués d’acide sulfamique de formule NH2SO3H.
Cet acide réagit totalement avec l’eau pour donner des ions oxonium.
On se propose de titrer les ions oxonium contenus dans une solution aqueuse de détartrant afin de déterminer les
particularités de l’équivalence d’un titrage pH-métrique.
2.1. Préparation de la solution de détartrant (S)
Dissoudre précisément m = 0,50 g de détartrant dans une fiole jaugée de 100 mL : on obtient une solution
aqueuse (S). On titre VA = 10,0 mL de cette solution.
1. Calculer la quantité de matière n1 d’acide sulfamique introduite dans la fiole jaugée.
Donnée : masse molaire de l’acide sulfamique M = 97,1 g.mol–1
2. Sachant qu’une mole d’acide sulfamique réagit avec l’eau pour former une mole d’ions H 3O+, vérifier que la
quantité de matière d’ions oxonium présents dans le prélèvement de 10,0 mL est nA = 5,1510–4 mol.
2.2. Dispositif expérimental du titrage
Burette : contient une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (soude) (Na +(aq) + HO –(aq))
de concentration en soluté apporté cB = 5,010-2 mol.L-1
pH
Bécher :
VA = 10,0 mL de la solution (S), soit donc nA = 5,1510–4 mol d’ions H3O+
+ environ 50 mL d’eau distillée pour immerger convenablement l’électrode du pH mètre
+ barreau aimanté
* pH-mètre : régler la température et l’étalonner à l’aide des solutions tampons pH 4 et 7
Immerger convenablement l’électrode de mesure dans le bécher, pas trop près du barreau aimanté
* Mesures :
Sur REGRESSI, créer les deux variables expérimentales VB et pH
Relever le pH à l’équilibre (une fois sa valeur stabilisée) après chaque ajout de soude de VB = 0 mL à VB = 17 mL :
par 1 mL jusqu’à VB = 8 mL, puis par 0,2 mL jusqu’à VB = 12 mL, puis par 1 mL.
Tracer la courbe de titrage : pH = f (VB) (variation du pH de la solution en fonction du volume VB de soude versé).
2.3. Réaction de titrage et volume équivalent
Couples mis en jeu : H2O (l) / HO -(aq)
H3O+ (aq) / H2O (l)
Tableau d’avancement pour un volume VB quelconque versé :
équation de la réaction de titrage
état
avancement
Etat initial
0
Etat final
(transformation totale)
xf
( = xmax)
+
=
Discussion sur l’état final selon la valeur de VB :
1. Si VB < Véquivalent : le réactif limitant est ……………….. , xmax = ……………….
2. Si VB > Véquivalent : le réactif limitant est ……………….. , xmax = ……………….
3. Si VB = Véquivalent : à l’équivalence, les réactifs ont été entièrement consommés :
………………………………………..
………………………………………..
D’où Véquivalent = ………..
donc xéquivalence = ……………… = …………………
A.N. : Véquivalent = …………
Remarque : l’ajout d’eau distillée ne modifie pas les quantités de matières initiales en réactifs ; elle est donc sans
influence sur le volume équivalent.
2.4. Courbe de titrage et volume équivalent
La courbe de titrage pH = f(VB) présente un saut de pH sur lequel apparaît un point singulier, noté E, qui est un
point d’inflexion (changement de concavité de la courbe).
Pour déterminer E, on peut utiliser deux méthodes :
 la méthode des tangentes parallèles :
Sur REGRESSI : dans
, sélectionner Tangente, puis Méthode des tangentes avec clic. Cliquer d’un côté du
saut de pH pour faire apparaître la construction.
 la courbe dérivée
d pH
= f (VB) :
d VB
Sur REGRESSI : créer la grandeur dérivée
d pH
, puis superposer la courbe dérivée à la courbe de titrage
d VB
Quelle est la particularité de la courbe dérivée pour VB = VE ?
Comparer VE et Véquivalent.
 E est le point équivalent
Généralisation :
Le volume équivalent est l’abscisse de l’extremum de la courbe dérivée
d pH
= f (VB)
d VB
Remarque : la courbe dérivée peut présenter un maximum ou un minimum
COURBE DE TITRAGE ET COURBE DERIVEE
COURBE DE TITRAGE
 courbe dérivée
courbe de titrage 