Par John Brennan
Mis à jour le 30 août 2022
Un titrage est une technique de laboratoire classique utilisée pour déterminer la concentration d’une substance en solution. Les titrages acide-base, où un acide et une base se neutralisent, sont les plus fréquents. Le point auquel tout l’acide ou la base de l’analyte a été neutralisé est appelé point d’équivalence. Pour les acides ou les bases diprotiques, un deuxième point d'équivalence se produit également, et le calcul du pH à ce stade est simple avec les bonnes données.
Identifiez la nature de l’analyte (acide ou base), le type spécifique (par exemple, acide oxalique), ainsi que sa concentration et son volume. Dans les problèmes de devoirs, cette information est fournie ; dans un laboratoire, vous l'enregistrez pendant que vous titrez.
Les espèces diprotiques, celles qui peuvent donner ou accepter plus d'un proton, présentent un deuxième point d'équivalence. Récupérer la deuxième constante de dissociation (Ka2 pour les acides ou Kb2 pour les bases) à partir d'une source fiable telle qu'un texte de référence standard ou une base de données en ligne réputée.
Calculez le nombre total de moles de l’analyte. Multipliez sa molarité par son volume (en litres). Par exemple, 40 mL d'acide oxalique 1M contiennent :
(0,040L × 1molL⁻¹) =0,04mol.
Déterminez le volume final en ajoutant le volume de titrant au volume d’analyte d’origine. Dans l'exemple, 80 ml de NaOH 1 M ajoutés à 40 ml d'acide oxalique 1 M donnent un total de 120 ml.
Calculez la concentration de l'espèce conjuguée au deuxième point d'équivalence :
0,04mol ÷ 0,120L =0,333M.
Déterminer le Kb de la base conjuguée entièrement déprotonée (ou Ka de l'acide conjugué). Pour un acide diprotique, Kb =1×10⁻¹⁴ ÷ Ka2 . En utilisant de l'acide oxalique (Ka2 =5,4×10⁻⁵) :
1×10⁻¹⁴ ÷ 5,4×10⁻⁵ =1,852×10⁻¹⁰.
Configurez l'expression d'équilibre de base :
Kb =([OH⁻][acide conjugué])/[base conjuguée].
En supposant que le changement de concentration soit faible, x représente [OH⁻] et [acide conjugué]. L'équation devient :
1,852×10⁻¹⁰ =x² ÷ 0,333.
Résolution :x² =6,167×10⁻¹¹ → x =7,85×10⁻⁶M.
Convertissez la concentration d'hydroxyde en pH. Tout d’abord, trouvez pOH =–log₁₀(7,85×10⁻⁶) =5,105. Alors, pH =14 – pOH =8,90.
Ainsi, le pH au deuxième point d'équivalence est de 8,90.
Ce calcul omet l'autoionisation de l'eau, qui peut affecter des solutions très diluées de bases ou d'acides faibles. Néanmoins, il fournit une estimation fiable pour la plupart des objectifs pratiques.