Physique-Chimie (Spé) — Constitution et transformations de la matière
Titrages
Titrage acido-basique, pH-métrique, conductimétrique, équivalence
Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub
Résumé
Un titrage est une technique de dosage permettant de déterminer la concentration d'une espèce chimique en solution. Le principe repose sur une réaction chimique totale, rapide et unique entre le réactif titré et le réactif titrant. À l'équivalence, les deux réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : $\dfrac{n_{\text{titrant}}}{\text{coeff. titrant}} = \dfrac{n_{\text{titré}}}{\text{coeff. titré}}$. Le titrage pH-métrique suit l'évolution du $\mathrm{pH}$ lors de l'ajout progressif du titrant ; l'équivalence correspond au point d'inflexion de la courbe $\mathrm{pH} = f(V)$. Le titrage conductimétrique suit la conductivité $\sigma$ de la solution ; l'équivalence est le point de rupture de pente. Un indicateur coloré adapté change de couleur à l'équivalence lors d'un titrage colorimétrique.
Le titrage est une technique de dosage incontournable au Bac. L'idée : on verse progressivement un réactif de concentration connue (le titrant) dans la solution à doser (le titré), jusqu'à un point clé — l'équivalence.
- Titrage : dosage quantitatif pour déterminer une concentration inconnue grâce à une réaction chimique.
- La réaction de titrage doit être totale, rapide et unique (les trois conditions à connaître).
- Réactif titré : dans le bécher (concentration inconnue). Réactif titrant : dans la burette (concentration connue).
- À l'équivalence : les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques — le réactif titré est entièrement consommé.
- Relation fondamentale : $\dfrac{C_{\text{titrant}} \times V_{\text{éq}}}{\text{coeff. titrant}} = \dfrac{C_{\text{titré}} \times V_{\text{titré}}}{\text{coeff. titré}}$.
- Pour une réaction $1{:}1$ : $C_{\text{titré}} = \dfrac{C_{\text{titrant}} \times V_{\text{éq}}}{V_{\text{titré}}}$.
Exemple
On titre $20\ \mathrm{mL}$ d'acide chlorhydrique par la soude $\mathrm{NaOH}$ à $0{,}10\ \mathrm{mol/L}$. L'équivalence est à $V_{\text{éq}} = 15\ \mathrm{mL}$. Réaction $1{:}1$, donc $C_{\text{acide}} = \dfrac{0{,}10 \times 15}{20} = 0{,}075\ \mathrm{mol/L}$.
Piège à éviter
Ne pas confondre le titré (bécher, inconnu) et le titrant (burette, connu). L'erreur la plus fréquente au Bac est de les inverser dans la formule.
Le titrage pH-métrique suit l'évolution du $\mathrm{pH}$ au fur et à mesure qu'on ajoute le titrant. La courbe en S caractéristique permet de déterminer le volume équivalent $V_{\text{éq}}$ avec précision.
L'équivalence est au point d'inflexion — là où le $\mathrm{pH}$ varie le plus brutalement.
- On mesure le $\mathrm{pH}$ après chaque ajout de volume $\rightarrow$ courbe $\mathrm{pH} = f(V_{\text{titrant}})$ en forme de S.
- L'équivalence : point d'inflexion de la courbe (variation la plus rapide du $\mathrm{pH}$).
- Méthode des tangentes : tracer deux tangentes parallèles, la parallèle équidistante coupe la courbe en $V_{\text{éq}}$.
- Méthode de la dérivée : le maximum de $\left|\dfrac{\mathrm{d}\,\mathrm{pH}}{\mathrm{d}V}\right|$ correspond à $V_{\text{éq}}$.
- Acide fort / base forte : saut de $\mathrm{pH}$ très marqué, équivalence à $\mathrm{pH} = 7$.
- Acide faible / base forte : saut moins marqué, équivalence en milieu basique ($\mathrm{pH} > 7$).
- À la demi-équivalence ($V = \frac{V_{\text{éq}}}{2}$) : $\mathrm{pH} = pK_a$ — permet de déterminer le $pK_a$ de l'acide faible.
Exemple
Titrage de l'acide éthanoïque (faible) par la soude $\mathrm{NaOH}$ (forte). La courbe montre un saut de $\mathrm{pH}$ entre $7$ et $11$ environ. Le point d'inflexion donne $V_{\text{éq}} = 12\ \mathrm{mL}$, et le $\mathrm{pH}$ à l'équivalence vaut environ $8{,}5$ (basique car la base conjuguée $\mathrm{CH_3COO^-}$ est en solution).
Piège à éviter
Le $\mathrm{pH}$ à l'équivalence n'est pas toujours $7$ ! Il vaut $7$ seulement pour un titrage acide fort / base forte. Pour acide faible / base forte $\rightarrow$ $\mathrm{pH} > 7$. Pour acide fort / base faible $\rightarrow$ $\mathrm{pH} < 7$.
Le titrage conductimétrique mesure la conductivité $\sigma$ de la solution au lieu du $\mathrm{pH}$. La courbe est faite de deux droites — l'équivalence est à leur intersection. C'est la méthode idéale pour les solutions colorées ou troubles.
- On mesure la conductivité $\sigma$ après chaque ajout de titrant $\rightarrow$ courbe $\sigma = f(V)$.
- Conductivité : $\sigma = \sum_i \lambda_i \times [X_i]$ — dépend de la nature et de la concentration des ions.
- La courbe présente deux portions de droite de pentes différentes.
- L'équivalence : point d'intersection des deux droites (rupture de pente).
- Avant l'équivalence : les ions du titré sont remplacés par ceux du titrant (la pente de $\sigma$ change).
- Après l'équivalence : le titrant est en excès, ses ions s'accumulent ($\sigma$ augmente).
- On dilue souvent pour que la dilution due à l'ajout de titrant soit négligeable.
Exemple
Titrage de $\mathrm{HCl}$ par $\mathrm{NaOH}$. Avant l'équivalence : $\mathrm{H_3O^+}$ (très conducteur, $\lambda \approx 350\ \mathrm{S\cdot cm^2\cdot mol^{-1}}$) est remplacé par $\mathrm{Na^+}$ ($\lambda \approx 50$) $\rightarrow$ $\sigma$ diminue. Après : $\mathrm{NaOH}$ en excès $\rightarrow$ $\mathrm{OH^-}$ ($\lambda \approx 198$) s'accumule $\rightarrow$ $\sigma$ augmente.
Piège à éviter
En conductimétrie, il faut tracer les droites de régression sur les points expérimentaux (ne pas relier les points). L'intersection des deux droites donne $V_{\text{éq}}$.
Le titrage colorimétrique est le plus simple : on ajoute un indicateur coloré qui change de couleur à l'équivalence. Mais le choix de l'indicateur est crucial — il doit virer au bon $\mathrm{pH}$.
- Indicateur coloré : espèce dont la couleur change selon le $\mathrm{pH}$ (zone de virage).
- Règle : choisir un indicateur dont la zone de virage contient le $\mathrm{pH}$ à l'équivalence.
- Phénolphtaléine : incolore $\rightarrow$ rose (zone $8{,}2$–$10$) — pour équivalences basiques.
- BBT (bleu de bromothymol) : jaune $\rightarrow$ bleu (zone $6{,}0$–$7{,}6$) — pour équivalences neutres.
- Hélianthine : rouge $\rightarrow$ jaune (zone $3{,}1$–$4{,}4$) — pour équivalences acides.
- L'équivalence est repérée au changement de couleur persistant (une goutte suffit).
Exemple
Titrage de l'acide éthanoïque par $\mathrm{NaOH}$ : $\mathrm{pH}$ à l'équivalence $\approx 8{,}5$. On choisit la phénolphtaléine (zone $8{,}2$–$10$). Le BBT (zone $6{,}0$–$7{,}6$) ne conviendrait pas car il virerait avant l'équivalence.
Piège à éviter
Un mauvais choix d'indicateur donne un $V_{\text{éq}}$ faux. Toujours vérifier que le $\mathrm{pH}$ à l'équivalence est dans la zone de virage de l'indicateur choisi.
Quiz - Titrages
10 questions
S'entraîner
- Quiz : Titrages10 questions corrigées sur ce chapitre
- Bac 2026 Physique-Chimie – MétropoleSujet officiel
- Bac 2025 Physique-Chimie – MétropoleSujet officiel
- Bac 2024 Physique-Chimie – MétropoleSujet officiel
- Annales du bac de Physique-ChimieTous les sujets officiels, par année
- Coefficient de Physique-Chimie au bacPoids de l'épreuve dans la note finale
- Aide aux devoirs de Physique-chimieLes notions qui bloquent en Terminale
Ce thème dans une autre classe
Notions clés — Physique-Chimie (Spé)
Articles utiles
Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur Titrages, extraits du quiz de révision.
À l'équivalence d'un titrage :
Réponse :
Les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques
À l'équivalence, les quantités de matière des réactifs sont dans les proportions stœchiométriques. Le $\mathrm{pH}$ n'est pas forcément $7$ (il l'est seulement pour acide fort / base forte).
La réaction de titrage doit être :
Réponse :
Totale, rapide et unique
Pour qu'un titrage soit exploitable, la réaction doit être totale (pour que l'équivalence soit nette), rapide (résultat immédiat) et unique (pas d'ambiguïté).
Dans un titrage pH-métrique, l'équivalence correspond à :
Réponse :
Le point d'inflexion de la courbe $\mathrm{pH} = f(V)$
L'équivalence est au point d'inflexion de la courbe $\mathrm{pH} = f(V)$, là où la variation de $\mathrm{pH}$ est la plus rapide. On le repère par la méthode des tangentes ou la dérivée.
Lors du titrage d'un acide faible par une base forte, le $\mathrm{pH}$ à l'équivalence est :
Réponse :
Supérieur à $7$
À l'équivalence d'un titrage acide faible / base forte, il ne reste en solution que la base conjuguée de l'acide faible, ce qui rend le milieu basique ($\mathrm{pH} > 7$).