Par John Brennan • Mis à jour le 30 août 2022

Lorsque les chimistes doivent déterminer la concentration d’une espèce dissoute, ils ont généralement recours au titrage. En ajoutant un réactif qui réagit quantitativement avec l'analyte jusqu'à ce que la réaction atteigne le point d'équivalence, le chimiste peut recalculer la concentration d'origine.

Étape 1 :Identifier la force acide ou basique

Déterminez si l’analyte et le titrant sont forts ou faibles. Un acide fort donne entièrement des protons; une base solide les accepte pleinement. Les acides forts courants comprennent HCl, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, HBr et HI. Les bases fortes comprennent LiOH, NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂ et Ba(OH)₂. Voir la liste complète des acides et bases courants.

Étape 2 :Prédire la nature du sel

Lorsqu'un acide fort réagit avec une base forte, le sel obtenu est neutre (pH≈7). Un acide fort avec une base faible donne un sel acide; une base forte avec un acide faible donne un sel basique. Les titrages associent rarement deux espèces faibles car la localisation du point d'équivalence devient difficile.

Étape 3 :Clarifier l'énoncé du problème

Énumérez les quantités connues :identités de l'analyte et du titrant, volume de l'analyte, concentration du titrant et toutes moles ou volumes donnés à l'équivalence. Décidez ce que demande la question :qu'il s'agisse de la concentration de l'analyte, du pH à un stade particulier ou du pH à l'équivalence.

Étape 4 :Écrivez l'équation équilibrée

Écrivez l’équation stœchiométrique de la réaction acide-base. Utilisez-le pour déterminer le rapport molaire entre les réactifs, qui sera nécessaire lors de la conversion des moles en concentration.

Étape 5 :Calculer le pH aux points souhaités

En fonction des forces acide/base, utilisez l'une des approches suivantes :

• Acide fort ↔ base forte – pH =–log[acide]. Soustrayez les moles de titrant ajoutées, divisez par le volume total.
• Base forte ↔ acide fort – Suivez les mêmes étapes, mais calculez d'abord pOH :pOH =–log[base]. Convertir en pH avant pH = 14 – pOH .
• Acide faible ↔ base forte – Appliquer l'équation de Henderson – Hasselbalch :pH = pKₐ + log([A⁻]/[HA]) . La concentration de la base conjuguée est égale aux moles de titrant ajoutées divisées par le volume total.
• Base faible ↔ acide fort – Utiliser la forme conjuguée :pOH = pK_b + log([BH⁺]/[B]) , puis convertissez-le en pH.

Pour les valeurs pKₐ des acides faibles courants, voir le tableau de référence.

Étape 6 :Trouver le pH à l'équivalence

• Acide fort + base forte – pH ≈7.

• Acide fort + base faible – Calculer la concentration de la base conjuguée à l'équivalence, prendre –log pour obtenir pOH, puis convertir en pH.

• Base forte + acide faible – Même procédure, mais commencez par pOH et convertissez en pH.

Étape 7 :Déterminer la concentration d'origine de l'analyte

Multipliez le volume de titrant ajouté pour atteindre l’équivalence par sa molarité pour obtenir des moles de titrant. Multipliez par le rapport stœchiométrique de l'étape 4 pour trouver les taupes d'analyte initialement présentes. Divisez par le volume initial de l'analyte pour obtenir sa concentration.

TL;DR

Supposons une stœchiométrie 1:1 pour la plupart des titrages de chimie générale et suivez les étapes ci-dessus pour résoudre tout problème.

Avertissement

Incluez toujours le volume de titrant ajouté lors du calcul des concentrations avant ou au point d'équivalence.