Volume équivalent

Qu'est-ce qu'est la concentration d’une solution ?

Par exemple, considérons le sucre dans l'eau, le sucre est un soluté, l'eau est un solvant.

Rappelle-toi que la concentration d'une solution exprimée en fonction de la molarité.

La molarité

Qu'est-ce qu'est le titrage ?

C'est quoi l'équivalence

Qu'est-ce qu'est le volume équivalent ?

Nous déterminons le volume équivalent en mesurant la variation du pH ou la conductivité, ou en mesurant le changement de couleur d'un indicateur.

Comment déterminer le volume équivalent dans un titrage pH-métrique ?

Lorsque nous ajoutons à une quantité donnée de la solution d'un acide, la quantité juste nécessaire de la solution d'une base pour réagir avec l'acide, nous disons que nous avons l'équivalence.

A l'équivalence, les réactifs ont réagi dans des proportions stœchiométriques.

Sur la courbe \(pH = f(V_b) \) , l'équivalence est obtenue pour le volume de la solution basique, \( V_{be} \) où les réactifs ont réagi en proportions stœchiométriques. Le point de la courbe correspondant à \( v_{be} \) est appelé point d'équivalence.

Le point d'équivalence de la courbe \(pH=f(v_b) \) correspond sur cette courbe au volume où l'acide et la base ont réagi dans des proportions stœchiométriques.

Le point d'équivalence correspond également au point d'inflexion de la courbe. Ceci permet de déterminer le point d'équivalence par une méthode appelée méthode des tangentes parallèles.

Méthode des tangentes parallèles

Lors d'un titrage pH-métrique, le volume équivalent peut être déterminé grâce à la méthode de la tangente :

1. On commence par tracer deux tangentes à la courbe avant et après l'équivalence, en s'assurant que les deux tangentes sont parallèles ;
2. Ensuite, nous traçons une troisième ligne parallèle aux deux tangentes et à équidistance de celles-ci ;
3. Pour cela, il faut tracer une droite perpendiculaire aux deux tangentes, tu repères le milieu de cette droite et tu traces la droite parallèle aux deux tangentes ;
4. Cette troisième droite coupe la courbe de suivi pH-métrique au niveau d'un point équivalent ;
5. Il suffit alors d'effectuer un calcul graphique pour déterminer les coordonnées du point équivalent. Nous avons le volume équivalent au niveau de l'axe des abscisses et le pH au niveau de l'équivalence de l'axe des ordonnées.

Fig.3-Le point d'équivalence sur notre courbe de pH.

Comment déterminer le volume équivalent dans un titrage colorimétrique ?

Nous parlons d'un titrage colorimétrique lorsque l'équivalence est identifiée grâce à un changement de couleur du milieu réactionnel.

Pour détecter l'équivalence, un indicateur est utilisé pour chaque type de réaction.

Indicateur coloré

Au cours du titrage colorimétrique, le réactif titrant réagit au fur et à mesure de sa consommation. Le réactif à titrer est en excès. Avant l'équivalence, le réactif titrant est le réactif limitant.

Donc, dès que l'équivalence est passée, l'ajout d'une goutte de réactif titrant ne sera pas consommé dans l'erlenmeyer, car tout le réactif à titrer a été consommé. Le réactif titrant est maintenant en excès !

La solution change de couleur ce qui permet d'identifier l'équivalence.

Comment déterminer le volume équivalent dans un titrage conductimétrique ?

Au cours du titrage conductimétrique, il y aura des variations de conductivité qui nous permettront de la suivre par conductimétrie. Nous étudions la variation de la conductance \( G \) de la solution titrée au fur et à mesure que l'on verse la solution titrante de concentration connue avec précision dans la solution titrée.

Nous traçons une courbe en représentant la conductance en fonction du volume de la solution titrante versée dans la solution titrée. On obtiendra une variation de la pente de la conductance qui permettra de trouver indirectement la concentration en quantité de la matière recherchée.

La conductivité suit une loi affine, autrement dit, on obtient un graphique remarquable. Un diagramme est créé à partir des valeurs de conductance mesurées et les différents points sont reliés entre eux. Ce graphique représente la conductivité en fonction du volume de solution standard ajoutée. Le tracé d'un titrage de conductivité a généralement la forme d'un V.

À l'équivalence, nous observons une rupture de pente. Par suite, tu peux déterminer graphiquement le volume équivalent en cherchant l'abscisse du point de la courbe qui correspond à la rupture de pente.

Si l'on ajoute de la solution titrante à la solution titrée après avoir atteint le point d'équivalence, le nombre d'ions dans le bécher augmente. Une fois le point d'équivalence atteint, les ions hydroxyde ne peuvent plus être neutralisés, car il n'y a plus d'ions oxonium disponibles. La conductivité de la solution d'échantillon augmente alors à nouveau.

Détermination de la concentration de la solution titrée

Si tu veux maintenant calculer la concentration de la solution titrée à partir de l'expérience, tu dois déterminer graphiquement le point d'équivalence du titrage. À ce point, les quantités de la solution titrante et celles-là solution titrée sont équivalentes :

$$ n_{ \text {solution titrante}}=n_{ \text {solution titrée}} $$

Puisque la concentration et le volume de la solution ajoutée sont connus, tu peux calculer sa quantité de matière à l'aide de la formule suivante :

$$ C = n \times V $$

Au point d'équivalence du titrage conductimétrique, un total de la solution titrante a été ajouté à la solution titrée.

Avec cette connaissance, tu peux maintenant déterminer le volume équivalent dans chaque titrage.