Dosages et titrages

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TB 1 PC – 16/17 – TP – Fiche 5 Dosages et titrages
I Dosage
I.1 But
Le but d’un dosage est de ………………… un composé dans un mélange de départ (solide ou liquide), c'est-à-
dire déterminer le nombre de …………… de composé présent dans un échantillon de l’ensemble de départ.
Si on a déterminé un nombre de mole pour un volume V de mélange : on donne la ……………………en
…………
Ex : si on détermine que dans 10,0 mL de solution à doser prélevée, placée dans un total de 130 mL, il y a
1,3.10
-2
mol de Cl
-
, on a :
[Cl
-
] =………………………………………………….
I.2 Réaction de dosage
Supposons que l’on veuille doser le réactif A dans la solution S
0
.
Pour réaliser un dosage, on fait réagir le réactif titré A avec un réactif titrant B selon la réaction de dosage
……………………………….. → …………………………………
Prop : Une réaction de dosage doit toujours être ………………… et …………………
Def : La réaction de dosage peut être une réaction :
- acido-basique : échange de …………………. entre le réactif titré et le réactif titrant
ex : H
3
O
+
+ OH
-
→ 2 H
2
O
- d’oxydoréduction : échange d’ ………………….. entre le réactif titré et le réactif titrant
ex : Fe
2+
+ Ce
4+
→ Fe
3+
+ Ce
3+
- de précipitation : formation d’un …………………….. entre le réactif titré et le réactif titrant
ex : Ag
+
+ Cl
-
→ AgCl
solide précipité
- de complexation : formation d’un ………………………….. entre le réactif titré et le réactif titrant
ex : Mg
2+
+ Y
4-
→ MgY
2-complexe soluté
I.3 Equivalence
Def :
Caractérisation : pour une réaction de dosage de A par B :
ν
A
A + ν
B
B → produits
n
Ainitial
– ν
A
.ξ n
Bversé
- ν
B
.ξ
A l’équivalence, on a : …………………………….
Avant l’équivalence, le réacteur contient un excès de l’espèce ………………….
Après l’équivalence, le réacteur contient un excès de l’espèce ……………………
I.4 Suivi du dosage
Possibilités de suivi du dosage :

2
- avec un indicateur coloré, qui ………………………………………………………………………….
- si le pH varie au cours du dosage : avec un pH-mètre
- si les concentrations d’ions varient au cours du dosage : avec un conductimètre
- si les couples redox varient au cours du dosage : avec un potentiomètre
Attention : le type de suivi du dosage utilisé est indépendant du type de réaction de dosage réalisée. Par
exemple, il y est possible de faire un suivi conductimétrique pour un dosage acido-basique, ou un suivi
potentiométrique pour un dosage par précipitation.
II Dosage direct
II.1 Définitions
Def : On appelle dosage direct tout dosage où l’espèce à doser A
est directement réactive dans la réaction de dosage par B, selon la
réaction :
ν
A
A + ν
B
B → produits
A l’équivalence du dosage, on a :
B
versé
B
A
initial
A
nn
νν
=
III Dosage indirect par déplacement
III.1 Définition
Def : On appelle dosage indirect par déplacement tout
dosage réalisé en deux étapes :
1) Toutes les molécules A à doser sont dans un premier
temps transformées par B ajouté en excès en une autre
espèce C, selon la réaction totale :
ν
A
A + ν
B
B → ν
C
C
excès
On a alors la relation entre les nombres de moles de A
initiales et C formées :
A
initial
A
C
formé
C
n
n
νν
=
2) L’espèce C est dosée par une espèce titrante D, selon la réaction de dosage :
µ
C
C + µ
D
D → produits
A l’équivalence, on a :
D
versé
D
C
initial
C
n
n
µµ
=
IV Dosage indirect en retour
B
A
Schéma du
dosage direct
A
B en excès
C
D
Schéma du dosage
indirect par
déplacement

3
IV.1 Définitions
Def : On appelle dosage indirect en retour tout dosage
qui est réalisé en deux étapes :
1) Toutes les molécules A à doser sont dans un premier
temps transformées par une espèce B (ajoutée en excès),
selon la réaction totale :
ν
A
A + ν
B
B → produits
excès
On a alors la relation entre les nombres de moles de A
initiales et B restantes :
B
tres
B
initial
B
B
réagi
B
A
initial
A
nnnn
ννν
tan
−
==
2) L’espèce B en excès est ensuite dosée par une espèce titrante C, selon la réaction de dosage :
µ
B
B + µ
C
C → produits
A l’équivalence, on a :
C
versé
C
B
tres
B
n
n
µµ
=
tan
V Utilisation d’un indicateur coloré
Un indicateur coloré est une molécule colorée qui change ou prend ou perd sa couleur en fonction de la
présence ou l’absence du réactif titrant ou du réactif titré.
Par exemple pour le dosage d’un acide AH par OH
-
, il y a excès d’ions OH
-
après l’équivalence. On peut donc
choisir un indicateur qui a une première couleur lorsque la concentration en OH
-
est très faible (pH acide) et
une deuxième couleur lorsque la concentration en OH
-
est forte (pH basique).
Un tel indicateur coloré sera appelé indicateur coloré de pH.
Il existe de nombreux indicateurs colorés en fonction des réactifs et produits des réactions de dosage que l’on
réalise.
V.1 Indicateur coloré rédox
Ils ont une couleur différente en fonction du potentiel électrique d’équilibre de la solution qui contient les
espèces titrée et titrante : si on dose un oxydant par un réducteur, ils auront la couleur à l’état oxydé avant
l’équivalence, et la couleur à l’état réduit après l’équivalence.
Pour que cela fonctionne, il faut que le potentiel de virage soit situé entre le potentiel du couple dont fait partie
l’espèce titrante et celui du couple dont fait partie l’espèce titrée.
Indicateur rédox potentiel de
virage Couleur à l'état oxydé Couleur à l'état réduit
2,2'-bipyridine (Complexe de Ru) +1.33 V Incolore Jaune
Nitrophénanthroline (Complexe de Fe) +1.25 V Cyan Rouge
n-Acide phénylanthranilique +1.08 V Rouge violacé Incolore
1,10-Phénanthroline (Complexe de Fe) +1.06 V Cyan Rouge
A
B en excès
Excès
de B
C
Schéma du dosage
indirect en retour

4
n-Éthoxychrysoidine +1.00 V Rouge Jaune
2,2`-Bipyridine (Complexe de Fe) +0.97 V Cyan Rouge
5,6-diméthylphénanthroline
(Complexe de
Fe) +0.97 V Vert-jaune Rouge
o-Dianisidine +0.85 V Rouge Incolore
Sulfonate de diphénylamine de sodium +0.84 V Rouge violacé Incolore
Diphénylbenzidine +0.76 V Violet Incolore
Diphénylamine +0.76 V Violet Incolore
V.2 Indicateurs coloré de pH
Il s’agit d’indicateurs colorés qui ont une certaine couleur en milieu plutôt acide, et une autre en milieu plutôt
basique.
Si on dose un acide par une base, ils auront leur couleur acide avant l’équivalence et leur couleur basique après.
Pour qu’il fonctionne correctement, il faut que la zone de virage soit comprise dans le ‘saut de pH’ qui a lieu au
moment de l’équivalence.
Indicateur Couleur (acide)
zone de virage (en pH) Couleur (base)
Méthyl violet jaune 0,0-1,6 bleu-violet
Vert malachite (acide - 1
re
transition) jaune 0,2-1,8 bleu-vert
Bleu de bromophénol (BBP) jaune 3,0-4,6 violet
Méthyl orange (Hélianthine) rouge 3,1-4,4 jaune
Rouge de méthyle rouge 4,2-6,3 jaune
Bleu de bromothymol, BBT (2
e
transition) jaune 6,0-7,6 bleu
Rouge neutre rouge 6,8-8,0 jaune orangé
Phénolphtaléine incolore 8,2-10,0 rose
Jaune d'alizarine R jaune 10,1-12,0 orange-rouge
Vert malachite (base - 2
e
transition) bleu-vert 11,5-13,2 incolore
V.3 Autres indicateurs colorés
Présence d’ions métalliques (Ca
2+
, Mg
2+
, Al
3+
, …) : Le noir ériochrome T est bleu et devient rouge en présence
d'ions métalliques, si on se place à pH ~ 10.
Présence d’ions Ag
+
: le bichromate de potassium {Cr
2
O
72-
, 2 K
+
} forme en présence de Ag
+
un précipité rouge,
alors qu’il est jaune en l’absence d’ions Ag
+
.
Présence de diiode I
2
: l’empois d’amidon, ou le thiodène forme un complexe violet-noir en présence de I
2
,
alors qu’il est incolore en l’absence de I
2
.