Les dosages par titrage

01Le principe du titrage

Un titrage (ou dosage) est une méthode expérimentale qui permet de déterminer la concentration inconnue d'une espèce chimique, appelée espèce titrée, présente dans une solution appelée solution titrée. Pour cela, on fait réagir cette solution avec une autre solution, de concentration connue, appelée solution titrante, contenant le réactif titrant. La solution titrante est versée progressivement, le plus souvent à l'aide d'une burette graduée, dans un volume précis de solution titrée prélevé à la pipette. La réaction qui se produit entre l'espèce titrée et le réactif titrant est appelée réaction support de titrage : elle doit être rapide, totale et unique pour que le titrage soit exploitable.

02Repérer l'équivalence et calculer la concentration

Avant l'équivalence, le réactif titrant est le réactif limitant : il est entièrement consommé dès qu'il est versé. Après l'équivalence, c'est l'espèce titrée qui est totalement consommée, et le réactif titrant s'accumule en excès dans le bécher. L'équivalence correspond donc précisément au changement de réactif limitant. À l'équivalence, pour une réaction d'équation générale a A + b B → produits (A étant le réactif titrant et B l'espèce titrée), les quantités de matière introduites vérifient la relation des proportions stœchiométriques : n(A)/a = n(B)/b, soit CA·VE/a = CB·V0/b, où CA est la concentration de la solution titrante, VE le volume équivalent, CB la concentration cherchée et V0 le volume de solution titrée prélevé. Exemple : pour un titrage acido-basique 1:1 avec CA = 0,10 mol/L, VE = 12,4 mL et V0 = 20,0 mL, on obtient CB = CA·VE/V0 = 0,10 × 12,4/20,0 ≈ 0,062 mol/L.

03Repérer l'équivalence expérimentalement

Deux grandes méthodes permettent de détecter l'équivalence. La première utilise un indicateur coloré, une espèce dont la couleur change brusquement au voisinage de l'équivalence : on l'ajoute en petite quantité dans le bécher et on arrête le versement dès le virage de couleur, qui doit rester stable quelques secondes. La seconde repose sur le suivi d'une grandeur physique liée à l'avancement de la réaction, comme la conductivité de la solution (conductimétrie) ou le pH (pH-métrie) : on trace la courbe de cette grandeur en fonction du volume versé, puis on détermine le volume équivalent par une méthode graphique adaptée (changement de pente, ou méthode des tangentes pour un saut de pH).

04Méthode : exploiter les résultats d'un titrage

1. Identifie la réaction support de titrage et écris son équation ajustée.
2. Détermine le volume équivalent VE à partir du virage de l'indicateur coloré ou de la courbe expérimentale.
3. Applique la relation à l'équivalence (proportions stœchiométriques) pour calculer la concentration cherchée.

05Erreurs fréquentes

• ✗ Oublier de tenir compte des coefficients stœchiométriques a et b dans la relation à l'équivalence.
• ✗ Confondre équivalence et neutralité (pH = 7) : ce n'est vrai que dans certains titrages acide fort / base forte.
• ✗ Croire que le réactif titrant est en excès avant l'équivalence, alors que c'est l'inverse.