Dosage acido-basique 2ème Bac – Cours complet

L’étude du dosage acido-basique 2ème bac (ou titrage) est une application directe et incontournable de la chimie des solutions aqueuses. Ce chapitre fondamental s’adresse aux élèves de 2bac sciences physique, 2bac sciences maths et 2bac svt. Il a pour but de vous apprendre à déterminer expérimentalement la concentration (ou la quantité de matière) d’une espèce chimique inconnue en solution, en la faisant réagir avec une autre solution de concentration parfaitement connue. Le cours couvre le montage expérimental, la notion d’équivalence, le suivi pH-métrique et l’utilisation des indicateurs colorés.

1. Principe du dosage acido-basique

Le titrage (ou dosage) consiste à déterminer la concentration C_A d’une solution acide (solution titrée), placée dans un bécher, à l’aide d’une solution basique de concentration C_B connue (solution titrante), versée progressivement depuis une burette graduée. (L’inverse est également valable pour le dosage d’une base par un acide).

Pour qu’une réaction chimique puisse être utilisée dans un dosage, elle doit impérativement respecter trois conditions exigées à l’examen national :

• Rapide : La réaction doit se produire instantanément.
• Totale : Le réactif limitant doit être entièrement consommé (taux d’avancement final τ ≈ 1).
• Unique : Elle ne doit pas être perturbée par des réactions secondaires (les autres espèces présentes doivent être spectatrices).

2. L’équivalence acido-basique

Le point d’équivalence est le moment précis du dosage où les réactifs (l’acide et la base) ont été mélangés dans des proportions stoechiométriques. À cet instant précis, la quantité de matière de l’acide initialement présente dans le bécher est totalement neutralisée par la quantité de matière de la base versée à l’équivalence.

La relation à l’équivalence, fondamentale pour résoudre tout problème de 2bac sciences physique ou SVT, s’écrit généralement :

C_A × V_A = C_B × V_BE

(Où V_BE est le volume de la solution basique versé à l’équivalence).

3. Méthodes de repérage de l’équivalence

Pour déterminer le volume V_BE, deux méthodes principales sont étudiées en classe de terminale :

Le dosage pH-métrique

On plonge la sonde d’un pH-mètre dans le bécher et on relève la valeur du pH en fonction du volume versé V_B. La courbe obtenue (pH = f(V_B)) présente un saut brutal (une brusque variation) du pH au moment de l’équivalence.

Pour repérer le point d’équivalence (E) sur le graphique, on utilise principalement la méthode des tangentes parallèles. On trace deux tangentes de part et d’autre du saut de pH, puis une droite équidistante à ces deux tangentes. Son intersection avec la courbe donne les coordonnées du point d’équivalence E(V_BE, pH_E).

Alternativement, on peut tracer la courbe de la dérivée (dpH/dV_B). Le point d’équivalence correspond au pic (le maximum ou le minimum) de cette courbe dérivée.

Le dosage colorimétrique

Lorsque l’on ne dispose pas de pH-mètre, on utilise un indicateur coloré acido-basique. C’est une substance dont la couleur dépend du pH. Le repérage de l’équivalence s’effectue visuellement au moment exact où la solution dans le bécher change de couleur (virage de l’indicateur).

Pour que le dosage soit précis, il faut choisir l’indicateur coloré adéquat. La règle essentielle est la suivante : la zone de virage de l’indicateur coloré doit obligatoirement encadrer le pH à l’équivalence (pH_E).

4. L’étude du pH à la demi-équivalence

Un point très spécifique de la courbe de dosage intéresse particulièrement les élèves de 2bac sciences maths : le point de demi-équivalence. Il correspond à l’instant où l’on a versé la moitié du volume nécessaire pour atteindre l’équivalence (V_B = V_BE / 2).

Lorsqu’on dose un acide faible par une base forte, au point de demi-équivalence, la concentration de l’acide restant est égale à la concentration de sa base conjuguée formée. En appliquant la relation de Henderson (pH = pKa + log([Base]/[Acide])), on trouve que : pH = pKa du couple acide/base titré.

Le dosage acido-basique est une technique expérimentale qui demande beaucoup de rigueur dans les calculs d’incertitude et la lecture graphique. Nous vous conseillons de télécharger nos cours PDF détaillés pour consolider cette partie théorique avant de passer à l’entraînement sur des séries d’exercices corrigés.