Titrages et dosages : équivalence, courbes de titrage, indicateurs et incertitudes

Q: Quelle est la différence entre un dosage et un titrage ?

Doser, c'est déterminer une quantité de matière ou une concentration. Le titrage est une façon de doser : on fait réagir l'espèce à doser avec une espèce de concentration connue, versée à la burette, et l'échantillon est consommé. Le dosage par étalonnage en est une autre : on compare une grandeur physique, absorbance ou conductivité, à celle d'une gamme de solutions connues, sans transformer l'échantillon. Tout titrage est un dosage, l'inverse est faux.

Q: Comment écrire la relation à l'équivalence d'un titrage ?

On écrit d'abord l'équation de la réaction support avec ses nombres stœchiométriques. À l'équivalence, la quantité de matière de l'espèce titrée divisée par son coefficient est égale à la quantité d'espèce titrante versée divisée par le sien. Pour l'acide sulfurique titré par la soude, H_2SO_4 + 2 HO^- = SO_4^(2-) + 2 H_2O : n(H_2SO_4) = n(HO^-)/2. La formule c_aV_a = c_bV_b n'est valable que pour des coefficients 1 et 1.

Q: Comment choisir un indicateur coloré pour un titrage acide-base ?

La zone de virage de l'indicateur doit contenir le pH à l'équivalence, et non le pK_a de l'espèce titrée. On prévoit ce pH en recensant les espèces présentes à l'équivalence : une base faible donne un pH basique, un acide faible un pH acide, des ions indifférents un pH de 7. Pour un vinaigre titré par la soude, la solution contient l'ion éthanoate à l'équivalence : le pH est voisin de 8,8 et la phénolphtaléine convient.

Q: Comment repérer le volume équivalent sur une courbe de pH ?

L'équivalence est au point de plus forte pente du saut de pH. On calcule la dérivée du pH par rapport au volume, par différences entre points voisins, et l'on retient le volume où elle est maximale. La méthode des tangentes parallèles donne le même point quand la courbe est symétrique autour de l'équivalence. Dans les deux cas, il faut des mesures resserrées dans le saut : le volume équivalent ne peut pas être connu mieux que le pas des ajouts.

Q: Pourquoi le pH ne vaut-il pas toujours 7 à l'équivalence ?

Le pH à l'équivalence dépend des espèces présentes à ce moment-là. Il vaut 7 à 25 °C quand on titre un acide fort par une base forte, car il ne reste que des ions indifférents. Quand on titre un acide faible par une base forte, la solution contient la base conjuguée de l'acide et le pH est basique. Quand on titre une base faible par un acide fort, elle contient l'acide conjugué et le pH est acide.

Q: Comment calculer l'incertitude sur une concentration obtenue par titrage ?

Pour c_0 = c V_(éq)/V_0, on attribue une incertitude-type à la concentration de la solution titrante, au volume de la prise d'essai et au volume équivalent, puis on compose les incertitudes relatives en somme quadratique. L'incertitude sur le volume équivalent tient compte de la burette, de la lecture, de la goutte et du repérage de l'équivalence. On peut aussi simuler un grand nombre de titrages par la méthode de Monte-Carlo, puis comparer le résultat à une valeur de référence par l'écart normalisé.

Dosages par étalonnage et par titrage, équivalence, titrages direct, indirect et en retour, suivis pH-métrique, conductimétrique, potentiométrique et colorimétrique, indicateurs, titrages acide-base, de précipitation, de complexation et d'oxydoréduction, incertitudes.

19méthodes
45exercices corrigés
7problèmes
19pièges
92figures

Les nombres sont ceux du chapitre complet ; chaque filière voit la partie qui correspond à son programme.

Doser une espèce, c'est déterminer sa quantité de matière ou sa concentration. Un dosage par étalonnage compare une grandeur physique (absorbance, conductivité) à celle de solutions connues ; un titrage fait réagir l'espèce à doser avec une solution titrante versée à la burette. La réaction support doit être unique, rapide et quasi totale. À l'équivalence, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques : pour $a\,\mathrm{A} + b\,\mathrm{B}$ , $c_0V_0/a = c\,V_{\text{éq}}/b$ . Le chapitre apprend à suivre un titrage (pH-mètre, conductimètre, indicateur coloré), à repérer l'équivalence par le maximum de la dérivée, à choisir un indicateur d'après le pH à l'équivalence, à traiter les titrages acide-base, de précipitation et d'oxydoréduction, et à écrire le résultat avec son incertitude-type. Ces capacités expérimentales sont exigibles à l'écrit en première année (MPSI, PCSI, TSI au Maroc ; MPSI, PCSI, PTSI, TSI, TPC et MP2I en France), et en MPI pour les titrages acide-base ; elles reviennent dans les épreuves de chimie du CNC comme dans les concours français.

Ce que tu sauras faire

Sur l'étiquette d'un vinaigre, une teneur en acide ; sur un sac d'engrais, une teneur en azote ; sur une bouteille d'eau, des milligrammes par litre. Doser, c'est vérifier ces nombres : compter une espèce chimique dans un échantillon, avec une incertitude connue. Ce chapitre rassemble les techniques de dosage du laboratoire. Il s'appuie sur les réactions étudiées dans les chapitres précédents et ajoute ce qui fait une mesure : un protocole, une courbe, un volume lu à la goutte près. À la fin, tu dois savoir :

distinguer un dosage par étalonnage d'un dosage par titrage ;
choisir et justifier une réaction support de titrage ;
écrire la relation à l'équivalence avec les nombres stœchiométriques et remonter à la solution étudiée ;
proposer ou justifier un protocole : verrerie, prise d'essai, dilution ;
prévoir l'allure d'une courbe de titrage par les espèces présentes, sans formule de pH ;
repérer l'équivalence sur une courbe, ou choisir l'indicateur coloré qui la signale ;
évaluer l'incertitude-type du résultat et le comparer à une valeur de référence ;
exploiter des mesures avec Python : dérivée, simulation de Monte-Carlo.

Prérequis : les chapitres « Système physico-chimique et état final » et « Réactions acide-base », puis, selon ta classe, les chapitres sur la précipitation, l'oxydoréduction et la complexation.

L’essentiel du chapitre Extrait gratuit

Un extrait de la fiche « L'essentiel » du chapitre. Les démonstrations sont dans le cours détaillé.

À retenir Doser

Dosage : déterminer une quantité de matière ou une concentration. Par étalonnage : on compare une grandeur physique à celle de solutions connues, sans détruire l'échantillon. Par titrage : on fait réagir l'espèce titrée avec une espèce titrante, l'échantillon est consommé.
Verrerie de précision : pipette jaugée (prise d'essai), fiole jaugée (dilution), burette graduée (volume versé). Un volume d'éprouvette ou de bécher n'entre dans aucun calcul.
L'eau ajoutée dans le bécher ne change ni la quantité titrée ni le volume équivalent.

À retenir Réaction support et équivalence

Réaction support : unique, rapide, quasi totale (constante grande, calculée avec les chapitres précédents).
Équivalence : réactifs dans les proportions stœchiométriques ; changement de réactif limitant.
Pour $a\,\mathrm{A} + b\,\mathrm{B} = \ldots$ : $\dfrac{c_0V_0}{a} = \dfrac{c\,V_{\text{éq}}}{b}$ . On écrit l'équation d'abord, on raisonne en quantités de matière.
L'équivalence se calcule ; la fin de titrage s'observe (saut, rupture de pente, virage). L'équivalence n'est pas l'équilibre.
Dernière étape : remonter du bécher à la solution étudiée (dilution, grandeur demandée).

À retenir Suivre et repérer

pH-métrie : électrode de verre et électrode de référence, pH-mètre étalonné avec deux tampons ; points resserrés dans le saut ; équivalence au maximum de la dérivée.
Tangentes parallèles : valables pour une courbe symétrique (coefficients 1 et 1).
Indicateur coloré : sa zone de virage doit contenir le pH à l'équivalence, pas le $\mathrm{p}K_a$ de l'espèce titrée ; quelques gouttes seulement.

À retenir Titrages acide-base

Titrage	Espèces à l'équivalence	pH à l'équivalence	Indicateur possible
acide fort par base forte	ions indifférents	$7{,}0$ à $25$ °C	bleu de bromothymol
acide faible par base forte	base conjuguée	basique	phénolphtaléine
base faible par acide fort	acide conjugué	acide	rouge de méthyle

Acide faible : $\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a$ à la demi-équivalence, si l'acide n'est ni trop dilué ni trop fort.
Le saut raccourcit quand les solutions sont diluées ou quand l'acide est plus faible ; aux concentrations usuelles, plus de saut exploitable au-delà de $\mathrm{p}K_a = 9$ environ (la limite dépend de la concentration).
Aucune formule de pH n'est exigible : on recense les espèces, on lit la courbe.

À retenir Incertitudes

Type A : plusieurs titrages, écart-type $s$ ; incertitude-type de la moyenne $s/\sqrt{N}$ .
Type B : à partir du matériel. Pour $c_0 = \dfrac{c\,V_{\text{éq}}}{V_0}$ , les incertitudes relatives se composent en somme quadratique.
$u(V_{\text{éq}})$ contient le repérage de l'équivalence, pas seulement la tolérance de la burette.
Écart normalisé : $E_n = \dfrac{\lvert x_1 - x_2\rvert}{\sqrt{u(x_1)^2 + u(x_2)^2}}$ ; compatibilité si $E_n < 2$ .
Python : dérivée par différences centrées, simulation de Monte-Carlo.

Une méthode du chapitre Extrait gratuit

Méthode Choisir un indicateur coloré de fin de titrage

Quand l’utiliser

Quand le titrage est suivi par colorimétrie, ou quand l'énoncé propose plusieurs indicateurs.

Rappel de cours

L'indicateur convient si sa zone de virage est dans le saut, donc contient le pH à l'équivalence. Ce pH se prévoit par les espèces présentes à l'équivalence.

Démarche

Écrire la réaction support et recenser les espèces présentes à l'équivalence.
Dire si la solution y est acide, neutre ou basique ; lire le pH sur la courbe si elle est donnée.
Choisir l'indicateur dont la zone de virage contient ce pH.
Préciser le changement de couleur attendu, dans le sens du titrage.

Rédaction type

« À l'équivalence, la solution contient $\ldots$ , base faible : le pH y est basique, voisin de $\ldots$ . La zone de virage de $\ldots$ ( $\ldots$ à $\ldots$ ) contient cette valeur : la solution passe de $\ldots$ à $\ldots$ . »

Exemple traité

Vinaigre titré par la soude. À l'équivalence : ions éthanoate et sodium ; l'ion éthanoate est une base faible, le pH est basique (la simulation donne $8{,}75$ ). La phénolphtaléine ( $8{,}2$ à $10{,}0$ ) convient : la solution passe de l'incolore au rose. Le bleu de bromothymol virerait un peu avant l'équivalence ; l'hélianthine, bien trop tôt. Pour l'ammoniaque titrée par l'acide chlorhydrique, le pH à l'équivalence est voisin de $5{,}4$ : rouge de méthyle ( $4{,}2$ à $6{,}2$ ). Contrôle : dans les deux cas, le pH à l'équivalence est du côté de l'espèce forte versée, basique avec la soude, acide avec l'acide chlorhydrique.

Erreurs fréquentes

Choisir un indicateur dont la zone de virage contient le $\mathrm{p}K_a$ du couple titré.
Mettre beaucoup d'indicateur « pour mieux voir ».
Décrire le virage par une seule couleur : il y en a deux.

Pour s’entraîner

Exercices 11 et 12 ; problème 1.

Un exercice corrigé Extrait gratuit

Exercice Le degré d'acidité d'un vinaigre : trente-trois points de mesure ★★☆

Au Maroc, un décret de 2025, qui remplace celui de 2011, fixe la qualité des vinaigres commercialisés : leur teneur acétique, exprimée en grammes d'acide acétique pour $100$ mL de vinaigre à $20$ °C, doit être d'au moins $4{,}5$ g pour la plupart des vinaigres. Pour contrôler un vinaigre, on le dilue dix fois, on prélève $V_a = 10{,}00$ mL de la solution diluée et on la titre par de la soude à $c_b = 0{,}100\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ en relevant le pH. Voici le relevé d'un titrage de travaux pratiques.

$V$ (mL)	pH	$V$ (mL)	pH	$V$ (mL)	pH
$0$	$2{,}83$	$11{,}00$	$5{,}70$	$13{,}70$	$11{,}79$
$1{,}00$	$3{,}72$	$11{,}25$	$5{,}80$	$13{,}90$	$11{,}85$
$2{,}00$	$4{,}05$	$11{,}50$	$5{,}94$	$14{,}20$	$11{,}91$
$3{,}00$	$4{,}27$	$11{,}75$	$6{,}12$	$14{,}90$	$12{,}04$
$4{,}00$	$4{,}45$	$12{,}00$	$6{,}42$	$15{,}40$	$12{,}11$
$5{,}00$	$4{,}60$	$12{,}25$	$7{,}66$	$16{,}40$	$12{,}21$
$6{,}00$	$4{,}74$	$12{,}40$	$10{,}86$	$17{,}40$	$12{,}29$
$7{,}00$	$4{,}88$	$12{,}65$	$11{,}27$	$18{,}40$	$12{,}35$
$8{,}00$	$5{,}03$	$12{,}90$	$11{,}47$	$19{,}40$	$12{,}40$
$9{,}00$	$5{,}20$	$13{,}20$	$11{,}61$	$20{,}40$	$12{,}44$
$10{,}00$	$5{,}41$	$13{,}40$	$11{,}71$	$21{,}40$	$12{,}48$

Écrire la réaction support. Pourquoi l'expérimentateur a-t-il resserré ses mesures entre $11$ et $13$ mL ?
La dérivée en un point se calcule par $\dfrac{\mathrm{pH}_{i+1} - \mathrm{pH}_{i-1}}{V_{i+1} - V_{i-1}}$ . La calculer à $12{,}00$ , $12{,}25$ et $12{,}40$ mL, et en déduire le volume équivalent.
En déduire la concentration de la solution diluée, celle du vinaigre, puis sa teneur acétique en grammes pour $100$ mL. Le vinaigre est-il conforme au décret ?
Lire sur le tableau le pH à la demi-équivalence. Le comparer au $\mathrm{p}K_a$ du couple.
Le pH à l'équivalence est-il acide ou basique ? Quel indicateur aurait convenu ?
Entre quelles valeurs le volume équivalent est-il certainement compris ? Qu'en déduire sur la façon de mener un second titrage ?

Indications

Méthodes 5 et 9. Le plus grand saut entre deux mesures voisines encadre l'équivalence ; la dérivée centrée en donne une valeur. Remonter la dilution, puis passer aux grammes avec $M = 60{,}05\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ : $100$ mL sont un dixième de litre.

Correction détaillée

Les points du relevé et la dérivée numérique \Delta\mathrm{pH}/\Delta V : le maximum de la dérivée repère l'équivalence. — Les points du relevé et la dérivée numérique $\Delta\mathrm{pH}/\Delta V$ : le maximum de la dérivée repère l'équivalence.

1. $\mathrm{CH_3COOH + HO^- = CH_3COO^- + H_2O}$ , $K^\circ = 10^{9{,}24}$ . Près de l'équivalence, le pH change de plusieurs unités pour quelques gouttes : sans mesures resserrées, on ne saurait placer l'équivalence qu'à un millilitre près. Loin de l'équivalence, la courbe est presque plate et un point par millilitre suffit.

$V$ (mL)	Calcul	$\Delta\mathrm{pH}/\Delta V$ ( $\mathrm{mL^{-1}}$ )
$12{,}00$	$\dfrac{7{,}66 - 6{,}12}{12{,}25 - 11{,}75}$	$3{,}08$
$12{,}25$	$\dfrac{10{,}86 - 6{,}42}{12{,}40 - 12{,}00}$	$11{,}1$
$12{,}40$	$\dfrac{11{,}27 - 7{,}66}{12{,}65 - 12{,}25}$	$9{,}03$

La dérivée est maximale à $V_{\text{éq}} = 12{,}25$ mL.

3. $c_aV_a = c_bV_{\text{éq}}$ :

c_a = \frac{0{,}100\times12{,}25}{10{,}00} = 0{,}1225\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, \qquad c = 10\,c_a = 1{,}225\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

Un litre de vinaigre contient $1{,}225\times60{,}05 = 73{,}6$ g d'acide éthanoïque, soit $7{,}36$ g pour $100$ mL. Le minimum de $4{,}5$ g est largement atteint : le vinaigre est conforme. On verra dans l'exercice « Monte-Carlo sur le vinaigre, et l'étiquette » combien de chiffres garder.

4. La demi-équivalence est à $6{,}125$ mL. Entre $6{,}00$ mL ( $4{,}74$ ) et $7{,}00$ mL ( $4{,}88$ ), on lit pH $= 4{,}76$ : c'est le $\mathrm{p}K_a$ du couple $\mathrm{CH_3COOH/CH_3COO^-}$ . L'accord est bon parce que l'acide n'est ni très dilué ni trop fort : à la demi-équivalence, il reste autant d'acide que de base conjuguée.

5. À l'équivalence, l'espèce majoritaire est l'ion éthanoate, une base faible : le pH est basique. Le saut va de $6{,}4$ à $10{,}9$ : la phénolphtaléine ( $8{,}2$ à $10{,}0$ ) convient. Le bleu de bromothymol ( $6{,}0$ à $7{,}6$ ) commence à virer avant le saut, dès $11{,}6$ mL : son virage est moins net ; l'hélianthine virerait dès le début du titrage.

6. Le saut est entre $12{,}00$ et $12{,}40$ mL : l'équivalence est dans cet intervalle, et ce jeu de mesures ne permet pas de la placer mieux qu'à $0{,}1$ ou $0{,}2$ mL près. Au second titrage, on verse d'un trait jusqu'à $11{,}5$ mL, puis goutte à goutte ou par $0{,}05$ mL jusqu'à $12{,}5$ mL.

Méthodes à retenir

Le volume équivalent est au maximum de la dérivée, jamais « au milieu du saut à l'œil » ; les points se resserrent là où la courbe monte (méthodes 5 et 9).

Dans le chapitre complet

Le cours détaillé, toute la fiche « L'essentiel », 19 méthodes, 19 pièges corrigés, la carte mentale, 45 exercices corrigés, 7 problèmes de concours, les fiches à mémoriser et l'assistant qui répond à tes questions. Les trois premiers chapitres de chaque matière sont offerts avec un compte d’essai gratuit.

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Plan du cours

1. Doser une espèce
- 1.1 Dosage, titrage, étalonnage
- 1.2 La verrerie et la préparation des solutions
- 1.3 Dosage par étalonnage spectrophotométrique
- 1.4 Dosage par étalonnage conductimétrique
2. Le titrage : réaction support et équivalence
- 2.1 La réaction support
- 2.2 L'équivalence
- 2.3 Équivalence et fin de titrage
- 2.4 Remonter à la solution étudiée
- 2.5 Titrage indirect et titrage en retour
- 2.6 Titrages successifs et simultanés
3. Suivre un titrage
- 3.1 Le suivi pH-métrique
- 3.2 Le suivi par un indicateur coloré
- 3.3 Le suivi conductimétrique
- 3.4 Le suivi potentiométrique
4. Repérer l'équivalence
- 4.1 Le saut et la dérivée
- 4.2 La méthode des tangentes
- 4.3 Le virage d'un indicateur
- 4.4 La rupture de pente d'une courbe de conductimétrie
5. Les titrages acide-base
- 5.1 Un acide fort par une base forte
- 5.2 Un acide faible par une base forte
- 5.3 Une base faible par un acide fort
- 5.4 Ce qui fait un saut
- 5.5 Les courbes de conductimétrie
- 5.6 Un polyacide, un mélange d'acides
- 5.7 Tirer une constante d'une courbe
6. Mesures et incertitudes d'un titrage
- 6.1 Les sources d'incertitude
- 6.2 Évaluation de type A : répéter le titrage
- 6.3 Évaluation de type B et incertitude composée
- 6.4 Écrire et comparer
- 6.5 Deux titrages concordants
7. Exploiter des mesures avec Python
- 7.1 La dérivée numérique et le volume équivalent
- 7.2 La simulation de Monte-Carlo
- 7.3 Régression et courbe simulée
8. Les titrages d'oxydoréduction
- 8.1 Principe : le fer(II) par le permanganate
- 8.2 Iodométrie et méthode de Winkler
- 8.3 La courbe $E = f(V)$
9. Les titrages par précipitation
- 9.1 Les ions chlorure par les ions argent
- 9.2 La méthode de Mohr
- 9.3 Le suivi conductimétrique
- 9.4 Titrage en retour et mélange d'halogénures
10. Le titrage par complexation : la dureté d'une eau
- 10.1 La réaction support et le milieu
- 10.2 L'indicateur
- 10.3 La courbe et le protocole

Les méthodes du chapitre

Chaque méthode est une fiche : quand l'utiliser, le rappel de cours, les étapes, la rédaction attendue sur la copie, un exemple traité, les erreurs à éviter.

Choisir et justifier une réaction support de titrage
Écrire la relation à l'équivalence et remonter à la solution étudiée
Proposer ou justifier un protocole de titrage
Prévoir l'allure d'une courbe de pH par les espèces présentes
Repérer l'équivalence sur une courbe de pH
Choisir un indicateur coloré de fin de titrage
Évaluer l'incertitude-type d'un volume équivalent et d'une concentration titrée
Propager les incertitudes par Monte-Carlo et valider par l'écart normalisé
Exploiter un fichier de mesures avec Python
Doser par étalonnage
Prévoir et exploiter une courbe de conductimétrie
Titrer par oxydoréduction avec un réactif coloré
Titrer des ions chlorure par les ions argent
Mener un titrage indirect ou en retour
Titrer un polyacide ou un mélange
Mener une iodométrie ; exploiter la méthode de Winkler
Suivre un titrage par potentiométrie
Tirer une constante d'équilibre d'une courbe de titrage
Titrer par complexation : la dureté d'une eau

Les exercices corrigés

Chaque exercice a ses indications, sa correction rédigée et ce qu'il faut en retenir.

Application directe (18)

Quatre protocoles, quel dosage ?
La relation à l'équivalence de cinq titrages acide-base
Le déboucheur à la soude
L'acide chlorhydrique par la soude : lire la courbe
L'acidité d'une huile d'olive
L'ammoniaque d'un produit ménager
Dix binômes, dix volumes équivalents
L'incertitude d'un titrage à la burette
Le permanganate d'une solution antiseptique par étalonnage
L'acide chlorhydrique par la soude au conductimètre
Le dioxyde de soufre et le permanganate
La courbe $\mathrm{pAg}$ d'un titrage de chlorures
Un comprimé d'iodure de potassium
La salinité d'une eau de mer
L'acide sulfurique : deux acidités, un seul saut
L'acide citrique d'une limonade
Le fer(II) par le permanganate, suivi au voltmètre
Les ions magnésium par l'EDTA

Entraînement (20)

Diluer un acide commercial et doser la chaux libre d'un ciment
Le degré d'acidité d'un vinaigre : trente-trois points de mesure
Quel indicateur pour quel titrage ?
Titrer un acide faible : l'ion phénanthrolinium
L'azote d'un ammonitrate
Monte-Carlo sur le vinaigre, et l'étiquette
Le sérum physiologique par étalonnage conductimétrique
Les ions ammonium au conductimètre
Le titre d'une eau oxygénée
L'eau du puits est-elle trop salée ?
Une soude carbonatée à deux indicateurs
Acide sulfurique et acide phosphorique d'un bain de décapage
Le monoxyde de carbone de l'air
Les nitrates d'une eau
La vitamine C d'un comprimé
Les chlorures d'un lait par un titrage en retour
Le fer(II) par le dichromate
Le produit de solubilité du chlorure d'argent sur une courbe
La courbe $\mathrm{pCa}$ et le virage du NET
Le calcium d'un plâtre

Approfondissement (7)

Jusqu'où peut-on titrer un acide ?
Simuler la courbe du vinaigre et la confronter aux mesures
Les quatre acidités de l'EDTA
Le glucose d'un jus d'orange
Un mélange d'acide sulfurique et de chlorure d'ammonium
Iodure et chlorure dans la même solution
L'étain(II) et le fer(II) par le cérium(IV)

Les problèmes de concours

Des extraits de sujets réels, corrigés en entier, avec la durée conseillée et les méthodes mobilisées.

Les ions hydrogénocarbonate d'une eau minérale
CNC 2025, filière TSI, Chimie, partie 2, questions 2.3.1 à 2.3.7.2
La méthode de Mohr
Petites Mines 2009, toutes filières, Physique-chimie épreuve commune, questions 67 à 72
L'acide phosphorique d'une boisson gazeuse
CNC 2008, filière MP, Chimie, partie 4, questions 4.2 à 4.6.4
Le degré chlorométrique d'une eau de Javel
CNC 2004, filière MP, Chimie, partie 3, questions 3.3.2 à 3.3.9
La méthode de Winkler : le titrage du diiode
CNC 2002, filière MP, Chimie, partie 3, questions 3.3.3.1 à 3.4.2.2
Le fer(II) par le cérium(IV) : analyse d'une méthode de dosage
Petites Mines 2008, toutes filières, Physique-chimie épreuve commune, partie E, questions E.1 à E.5
Le titrage potentiométrique du cobalt(II)
CNC 2012, filière MP, Chimie, partie 2, questions 2.2.1 à 2.2.8

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre un dosage et un titrage ?

Doser, c'est déterminer une quantité de matière ou une concentration. Le titrage est une façon de doser : on fait réagir l'espèce à doser avec une espèce de concentration connue, versée à la burette, et l'échantillon est consommé. Le dosage par étalonnage en est une autre : on compare une grandeur physique, absorbance ou conductivité, à celle d'une gamme de solutions connues, sans transformer l'échantillon. Tout titrage est un dosage, l'inverse est faux.

Comment écrire la relation à l'équivalence d'un titrage ?

On écrit d'abord l'équation de la réaction support avec ses nombres stœchiométriques. À l'équivalence, la quantité de matière de l'espèce titrée divisée par son coefficient est égale à la quantité d'espèce titrante versée divisée par le sien. Pour l'acide sulfurique titré par la soude, $\mathrm{H_2SO_4 + 2\,HO^- = SO_4^{2-} + 2\,H_2O}$ : $n(\mathrm{H_2SO_4}) = n(\mathrm{HO^-})/2$ . La formule $c_aV_a = c_bV_b$ n'est valable que pour des coefficients 1 et 1.

Comment choisir un indicateur coloré pour un titrage acide-base ?

La zone de virage de l'indicateur doit contenir le pH à l'équivalence, et non le $\mathrm{p}K_a$ de l'espèce titrée. On prévoit ce pH en recensant les espèces présentes à l'équivalence : une base faible donne un pH basique, un acide faible un pH acide, des ions indifférents un pH de 7. Pour un vinaigre titré par la soude, la solution contient l'ion éthanoate à l'équivalence : le pH est voisin de 8,8 et la phénolphtaléine convient.

Comment repérer le volume équivalent sur une courbe de pH ?

L'équivalence est au point de plus forte pente du saut de pH. On calcule la dérivée du pH par rapport au volume, par différences entre points voisins, et l'on retient le volume où elle est maximale. La méthode des tangentes parallèles donne le même point quand la courbe est symétrique autour de l'équivalence. Dans les deux cas, il faut des mesures resserrées dans le saut : le volume équivalent ne peut pas être connu mieux que le pas des ajouts.

Pourquoi le pH ne vaut-il pas toujours 7 à l'équivalence ?

Le pH à l'équivalence dépend des espèces présentes à ce moment-là. Il vaut 7 à 25 °C quand on titre un acide fort par une base forte, car il ne reste que des ions indifférents. Quand on titre un acide faible par une base forte, la solution contient la base conjuguée de l'acide et le pH est basique. Quand on titre une base faible par un acide fort, elle contient l'acide conjugué et le pH est acide.

Comment calculer l'incertitude sur une concentration obtenue par titrage ?

Pour $c_0 = c\,V_{\text{éq}}/V_0$ , on attribue une incertitude-type à la concentration de la solution titrante, au volume de la prise d'essai et au volume équivalent, puis on compose les incertitudes relatives en somme quadratique. L'incertitude sur le volume équivalent tient compte de la burette, de la lecture, de la goutte et du repérage de l'équivalence. On peut aussi simuler un grand nombre de titrages par la méthode de Monte-Carlo, puis comparer le résultat à une valeur de référence par l'écart normalisé.

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Titrages et dosages : équivalence, courbes de titrage, indicateurs et incertitudes

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