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16.15:

Courbes de titrage acide-base

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Acid-Base Titration Curves

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Un titrage acide-base peut être effectué pour déterminer une concentration inconnue d’un acide en utilisant une concentration connue d’une base ou vice versa. Lors du titrage d’un acide avec une base, le titrant est progressivement ajouté à l’acide, élevant le pH. Le changement de pH est tracé par rapport au volume de la base pour créer une courbe de titrage ou de pH.Les courbes de titrage sont en forme de S, bien que des différences existent en fonction de la puissance ou de la faiblesse de l’acide. Le pH au début du titrage sera acide mais plus élevé pour un acide faible, en supposant des concentrations initiales égales d’acide. Le point d’équivalence est le point sur la courbe de titrage auquel les moles de base sont égales aux moles d’acide en solution.Dans le cas d’un acide fort, le point d’équivalence est atteint lorsqu’une base forte neutralise tout produits ions d’hydronium par l’acide fort;par conséquent, elle se produit toujours au pH 7. En revanche, le point d’équivalence d’un acide faible se situe à un pH supérieur à 7 et est atteint lorsque tout l’acide faible est transformé dans sa base conjuguée. Près du point d’équivalence, il y a un saut soudain dans le le pH de la solution.Cependant, dans un titrage d’acide faible, ce changement de pH rapide n’est pas aussi raide que dans un titrage d’acide fort. Le pH après le point d’équivalence sur une courbe de titrage pour les acides faibles et forts augmente progressivement en raison d’un excès de base forte. D’autres caractéristiques d’une courbe de titrage d’un acide faible, mais pas puissant, sont la région tampon et le point de demi-équivalence.Lorsqu’une base forte est ajoutée, un acide faible produit sa base conjuguée créant ainsi un tampon. Le point de demi-équivalence se trouve dans cette région tampon. Ce point est lorsque la moitié du volume de base nécessaire pour atteindre le point d’équivalence a été ajouté.Ici, la concentration d’acide faible équivaut à sa base conjuguée, et le pH de la solution est égal au pKa. Les courbes de titrage d’une base forte ou faible avec un acide fort comme titrant est en forme de S inversé, où le pH commence haut et diminue avec l’addition de l’acide fort.

16.15:

Courbes de titrage acide-base

Une courbe de titrage est un tracé d’une certaine propriété de la solution par rapport à la quantité de titrant ajouté. Pour les titrages acido-basiques, le pH de la solution est une propriété utile à surveiller car il varie de manière prévisible avec la composition de la solution et peut donc être utilisé pour surveiller la progression du titrage et détecter son point final. Le titrage acido-basique peut être réalisé avec un acide fort et une base forte, un acide fort et une base faible, ou une base forte et un acide faible.

Dans le cas d’un titrage réalisé pour 25,00 ml de HCl (acide fort) 0,100 M avec 0,100 M de NaOH (base forte), la courbe de titrage est visible en rouge dans la figure 1a. Dans le cas d’un titrage réalisé pour 25,00 ml de CH3COOH (acide faible) 0,100 M avec 0,100 M de NaOH, la courbe de titrage est visible en jaune dans la figure 1b.

Image1

Figure 1 (a) La courbe de titrage pour le titrage de 25,00 ml de HCl (acide fort) 0,100 M avec NaOH (base forte) 0,100 M a un point d’équivalence de pH 7,00. (b) La courbe de titrage pour le titrage de 25,00 ml d’acide acétique (acide faible) 0,100 M avec NaOH (base forte) 0,100 M a un point d’équivalence de pH 8,72.

Le titrage d’une base forte ou faible avec un acide fort a une courbe en forme de S similaire ; cependant, la courbe est inversée car le pH commencera dans la région basique et diminuera avec l’ajout de l’acide fort. Le titrage d’un acide ou d’une base faible peut également être utilisé pour déterminer le Ka ou le Kb, respectivement.

Les quatre étapes d’un titrage :

  1. État initial (volume de titrant ajouté = 0 ml) : le pH est déterminé par l’acide titré ; comme les deux échantillons d’acide ont la même concentration, l’acide faible présente un pH initial plus élevé.
  2. Point de pré-équivalence (0 ml &60; V < 25 ml) : le pH de la solution augmente progressivement et l’acide est consommé par réaction avec le titrant ajouté ; la composition comprend l’acide n’ayant pas réagi et le produit de la réaction, sa base conjuguée.
  3. Point d’équivalence (V = 25 ml) : une augmentation drastique du pH est observée lorsque la composition de la solution passe d’acide à neutre (pour l’échantillon d’acide fort) à basique (pour l’échantillon d’acide faible), avec un pH déterminé par l’ionisation de la base conjuguée de l’acide.
  4. Point de post-équivalence (V > 25 ml) : le pH est déterminé par la quantité d’excès de base forte titrante ajoutée ; étant donné que les deux échantillons sont titrés avec le même titrant, les deux courbes de titrage apparaissent similaires à ce stade.

Ce texte est adapté de Openstax, Chimie 2e, Section 14.7 : Titrages acido-basiques.

Suggested Reading

  1. Ramette, Richard W. "TITRATE: A Learning Tool for Acid-Base Titrations." (1994): 238. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed071p238.2