Un dosage direct permet de déterminer la concentration inconnue d’une espèce en solution en la faisant réagir totalement, rapidement et de façon unique avec une solution de concentration connue. Ce chapitre présente l’équivalence, le dosage acido-basique et le dosage d’oxydoréduction.
Principe d’un dosage direct
Solution titrante (burette, concentration connue) réagit avec la solution titrée (concentration inconnue). La réaction doit être totale, rapide et unique.
L’équivalence
À l’équivalence, les réactifs sont mélangés dans les proportions stœchiométriques : Ca·Va = Cb·Vb (cas mole à mole).
Dosage acido-basique par pH-métrie
La courbe pH=f(Vb) présente un saut de pH. Le volume équivalent VbE est déterminé par la méthode des tangentes.
Indicateur coloré et dosage redox
Un indicateur coloré dont la zone de virage contient le pHE peut repérer l’équivalence. Le dosage MnO4⁻/Fe2+ est auto-indicateur (coloration violette persistante).
Exercice d’application
Exercice 1 — Définir solution titrante, solution titrée, équivalence.
Exercice 2 — Va=20,0mL HCl (Ca inconnu) dosé par NaOH Cb=0,10mol/L, Vb=15,0mL. Équation, calculer Ca.
Exercice 3 — Acide éthanoïque dilué 5×, dosé par NaOH Cb=5,0×10⁻2mol/L, Vb=12,4mL, Va=10,0mL. Concentration diluée puis mère.
Exercice 4 — NH3 (Va=20,0mL, Ca inconnu) dosé par HCl Cb=0,20mol/L, Vb=8,0mL équivalence. a) Équation. b) Ca. c) pHE=7 ?
Exercice 5 — Zones de virage : hélianthine 3,1-4,4 ; rouge de méthyle 4,2-6,2 ; BBT 6,0-7,6 ; phénolphtaléine 8,2-10,0. Pour pHE≈5, quel indicateur ?
Exercice 6 — FeSO4 (Va=20,0mL, Ca inconnu) dosé par KMnO4 acidifié Cb=2,0×10⁻2mol/L, Vb=16,0mL. Calculer Ca.
Exercice 7 — Vinaigre dilué 10× (V0=10,0mL), dosé Va=10,0mL par NaOH Cb=0,10mol/L, Vb=13,5mL. a) Équation. b) CS puis C0. c) Degré d’acidité (M=60g/mol).
Corrigés
Corrigé 1 — Titrante : concentration connue, en burette. Titrée : concentration inconnue. Équivalence : proportions stœchiométriques exactes.
Corrigé 2 — H3O++OH⁻→2H2O. Ca=Cb·Vb/Va=0,10×15,0/20,0=0,075mol/L.
Corrigé 3 — Cdiluée=5,0×10⁻2×12,4/10,0=6,2×10⁻2mol/L. Mère=6,2×10⁻2×5=0,31mol/L.
Corrigé 4 — a) NH3+H3O+→NH4++H2O. b) Ca=0,20×8,0/20,0=0,080mol/L. c) Non, pHE<7 (NH4+ est un acide faible).
Corrigé 5 — Rouge de méthyle (4,2-6,2, contient pH≈5).
Corrigé 6 — D’après stœchiométrie 5:1, n(Fe2+)=5×n(MnO4⁻)=1,6×10⁻3mol. Ca=1,6×10⁻3/20,0×10⁻3=8,0×10⁻2mol/L.
Corrigé 7 — a) CH3COOH+OH⁻→CH3COO⁻+H2O. b) CS=0,135mol/L, C0=1,35mol/L. c) m=8,1g/100mL, soit environ 8,1° (proche d’un vinaigre 8° du commerce).
