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Dosage acido-basique — Résumé de cours

1ère Année Collège — Atlasmaths.ma

Cours complet

Contenu du cours

L'équivalence se repère au saut de pH, pas à un volume particulier. À la demi-équivalence,

pH = p K_{a}

— c'est la façon la plus directe de mesurer un

p K_{a}

en TP.

1. Principe du dosage acido-basique

Un dosage (ou titrage) acido-basique est une technique expérimentale qui permet de déterminer la concentration inconnue d'une espèce acide ou basique, appelée solution titrée (volume $V$ connu, prélevé à la pipette jaugée), en la faisant réagir avec une solution titrante de concentration connue, versée progressivement à l'aide d'une burette graduée. La réaction support du dosage doit être totale, rapide et unique (sans réaction parasite). Le suivi pH-métrique consiste à mesurer le pH du mélange après chaque ajout de solution titrante, à l'aide d'un pH-mètre préalablement étalonné, afin de tracer la courbe $p H = f (V)$ , où $V$ est le volume de solution titrante versé.

2. Montage du dosage pH-métrique

Le montage comprend : un bécher contenant la solution à doser, un agitateur magnétique, une burette graduée remplie de la solution titrante, et une sonde pH-métrique reliée à un pH-mètre, parfois interfacé à un ordinateur pour l'acquisition des couples $(V, p H)$ . Avant toute mesure, le pH-mètre est étalonné à l'aide de solutions tampons de pH connu (par exemple pH = 4 et pH = 7).

3. Allure de la courbe pH = f(V)

La courbe $p H = f (V)$ présente une allure caractéristique en forme de « S » : le pH varie d'abord lentement, puis subit une variation brutale appelée saut de pH au voisinage de l'équivalence, avant de varier de nouveau lentement pour un excès de solution titrante. Cette variation brutale traduit le changement de réactif limitant au passage de l'équivalence.

4. Point d'équivalence : méthode des tangentes

Le point d'équivalence $E (V_{E}, p H_{E})$ correspond à l'instant où les réactifs ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques de la réaction : les quantités de matière ont totalement réagi, sans excès. Le volume $V_{E}$ est le volume équivalent. La méthode des tangentes permet de le déterminer graphiquement : on trace deux tangentes parallèles à la courbe, avant et après le saut de pH, puis la droite perpendiculaire équidistante des deux ; son intersection avec la courbe donne $E$ .

5. Dosage d'un acide fort par une base forte

Pour un acide fort $(H_{3} O^{+} + C l^{-})$ dosé par une base forte $(N a^{+} + H O^{-})$ , la réaction support du dosage est :

$H_{3} O^{+} (a q) + H O^{-} (a q) \to 2 H_{2} O (l)$

La courbe est quasi symétrique par rapport au point d'équivalence et le saut de pH est important. À l'équivalence, la solution ne contient que des ions spectateurs (par exemple $N a^{+}$ et $C l^{-}$ ) et de l'eau : le pH à l'équivalence vaut $p H_{E} = 7$ à 25 °C (solution neutre).

6. Dosage d'un acide faible par une base forte

Pour un acide faible $A H$ (couple $A H / A^{-}$ ) dosé par une base forte, la réaction support est :

$A H (a q) + H O^{-} (a q) \to A^{-} (a q) + H_{2} O (l)$

Avant l'équivalence, le mélange $A H / A^{-}$ forme une solution tampon : le pH varie peu, formant un palier sur la courbe. À la demi-équivalence ( $V = V_{E} /2$ ), $[A H] = [A^{-}]$ , donc $p H = p K a$ : ce point remarquable donne le $p K a$ du couple. À l'équivalence, seule subsiste la base conjuguée $A^{-}$ , qui réagit partiellement avec l'eau selon $A^{-} (a q) + H_{2} O (l) ⇆ A H (a q) + H O^{-} (a q)$ : le pH est donc supérieur à 7. Par symétrie, le dosage d'une base faible par un acide fort donne un pH à l'équivalence inférieur à 7.

7. Choix de l'indicateur coloré adapté

Un indicateur coloré acido-basique est un couple acide/base dont les deux formes ont des teintes différentes ; il change de couleur dans sa zone de virage, encadrant son $p K i$ : $p K i - 1 < p H < p K i + 1$ . Pour repérer l'équivalence sans pH-mètre, on choisit un indicateur dont la zone de virage contient $p H_{E}$ et se situe dans le saut de pH. Le bleu de bromothymol (zone 6,0–7,6) convient à un dosage fort/fort ( $p H_{E} = 7$ ), la phénolphtaléine (zone 8,2–10,0) à un dosage acide faible/base forte, au $p H_{E}$ basique.

8. Relation à l'équivalence et calcul de concentration

À l'équivalence, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques de l'équation de la réaction. Dans le cas usuel d'un dosage 1:1, la conservation de la matière donne $n (titr \overset{e}{ˊ}) = n (titrant vers \overset{e}{ˊ})$ , soit :

$C_{A} \times V_{A} = C_{B} \times V_{E}$

où $C_{A}$ , $V_{A}$ sont la concentration et le volume de la solution à doser, $C_{B}$ la concentration de la solution titrante et $V_{E}$ le volume équivalent lu graphiquement. Cette relation calcule la concentration inconnue dès que $V_{E}$ est déterminé par la méthode des tangentes.

📈 Figure clé

Exemple résolu 1 : Dosage d'un acide fort par une base forte

On dose $V_{A} = 20 mL$ d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration inconnue $C_{A}$ par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration $C_{B} = 0, 1 mol.L^{- 1}$ . La méthode des tangentes appliquée à la courbe $p H = f (V)$ donne un volume équivalent $V_{E} = 15 mL$ .

Relation à l'équivalence : $C_{A} \times V_{A} = C_{B} \times V_{E}$ .

Calcul de $C_{A}$ : $C_{A} = \frac{C _{B} \times V _{E}}{V _{A}} = \frac{0 , 1 \times 15}{20} = 0, 075 mol.L^{- 1}$ .

pH à l'équivalence : l'acide et la base étant tous deux forts, $p H_{E} = 7$ à 25 °C (solution de $N a^{+}$ et $C l^{-}$ , neutre).

Exemple résolu 2 : Dosage d'un acide faible par une base forte

On dose $V_{A} = 10 mL$ d'une solution d'acide éthanoïque $C H_{3} C O O H$ de concentration inconnue $C_{A}$ par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration $C_{B} = 0, 05 mol.L^{- 1}$ . La courbe $p H = f (V)$ donne un volume équivalent $V_{E} = 12 mL$ , et un pH égal à $4, 8$ à la demi-équivalence.

Calcul de $C_{A}$ : $C_{A} = \frac{C _{B} \times V _{E}}{V _{A}} = \frac{0 , 05 \times 12}{10} = 0, 06 mol.L^{- 1}$ .

Détermination du $p K a$ : à la demi-équivalence, $V = V_{E} /2 = 6 mL$ , où $[C H_{3} C O O H] = [C H_{3} C O O^{-}]$ , donc $p K a = p H = 4, 8$ .

pH à l'équivalence : la solution contient l'ion éthanoate $C H_{3} C O O^{-}$ (base conjuguée), qui réagit partiellement avec l'eau : $p H_{E} > 7$ (milieu basique).

🔑 Formules clés à retenir

الصيغ الأساسية

$C_{A} \times V_{A} = C_{B} \times V_{E}$ — العلاقة عند التكافؤ في معايرة 1:1 ؛ التراكيز بـ mol.L $^{- 1}$ ، والحجوم بوحدة متجانسة (L أو mL).
$n (acide) = n (base)$ عند التكافؤ — تساوي كميتي المادة اللتين تفاعلتا، بـ mol.
$p H = - lo g [H_{3} O^{+}]$ — تعريف pH ؛ $[H_{3} O^{+}]$ بـ mol.L $^{- 1}$ .
$K e = [H_{3} O^{+}] \times [H O^{-}] = 1 0^{- 14}$ عند 25 °C — المنتوج الأيوني للماء، بدون وحدة.
$K a = \frac{[ A ^{-} ] [ H _{3} O ^{+} ]}{[ A H ]}$ — ثابتة حمضية المزدوجة $A H / A^{-}$ ، بدون وحدة.
$p K a = - lo g (K a)$ — مقدار مميز لمزدوجة حمض/قاعدة.
$p H = p K a$ عند نصف التكافؤ ( $V = V_{E} /2$ ) — في معايرة حمض ضعيف أو قاعدة ضعيفة.
$p H = p K a + lo g (\frac{[ base ]}{[ acide ]})$ — علاقة هندرسون-هاسلبالش، صالحة داخل مجال التنظيم.
$p K i - 1 < p H < p K i + 1$ — منطقة انعطاف كاشف ملون ثابتته $p K i$ .
$p H_{E} = 7$ (حمض قوي/قاعدة قوية) ؛ $p H_{E} > 7$ (حمض ضعيف/قاعدة قوية) ؛ $p H_{E} < 7$ (قاعدة ضعيفة/حمض قوي) — عند 25 °C.

⚠️

Astuces & Pièges à éviter

Les erreurs classiques — à lire avant les exercices !

الأخطاء الشائعة الواجب تفاديها

الخلط بين التكافؤ والتعادل : $p H_{E} = 7$ فقط في معايرة حمض قوي بقاعدة قوية. وبمجرد تدخل مزدوجة ضعيفة، يكون $p H_{E} \neq = 7$ .
سوء رسم المماسين : يجب أن يكون مماسا طريقة المماسين متوازيين فيما بينهما، وأن يرسما بعيدا عن قفزة pH، على الأجزاء شبه المستقيمية من المنحنى، لقراءة $V_{E}$ بدقة.
نسيان النسب التناسبية : العلاقة $C_{A} V_{A} = C_{B} V_{E}$ لا تصح إلا في تفاعل نسبه 1:1. أما في حالة ثنائي حمض أو ثنائي قاعدة، فيجب إدراج المعاملات التناسبية الملائمة.
الخلط بين $V_{E}$ و $V_{E} /2$ : تقرأ $p K a$ عند نصف التكافؤ ( $V = V_{E} /2$ )، لا عند التكافؤ حيث لا تساوي pH قيمة $p K a$ .
اختيار كاشف ملون غير ملائم : الكاشف الذي لا تتضمن منطقة انعطافه $p H_{E}$ ، أو تكون بعيدة جدا عن قفزة pH، يعطي تحديدا غير دقيق للتكافؤ، بل خاطئا أحيانا.
الخطأ في وحدات الحجم : حول دائما الحجوم إلى اللتر قبل أي حساب للتركيز، وخاصة الحجم عند التكافؤ الذي يقرأ غالبا بـ mL على السحاحة.

🧭

Méthodes types

Pour chaque type de question : la démarche à suivre, étape par étape.

الطريقة 1 : استثمار منحنى معايرة pH = f(V)

الخطوة 1. تحديد قفزة pH على المنحنى : وهي المنطقة التي يتغير فيها pH بشكل مفاجئ عند إضافة حجم ضئيل.

الخطوة 2. تطبيق طريقة المماسين : رسم مماسين متوازيين للمنحنى على جانبي قفزة pH، ثم رسم المستقيم العمودي المتساوي البعد عنهما ؛ فتقاطعه مع المنحنى يعطي نقطة التكافؤ $E (V_{E}, p H_{E})$ .

الخطوة 3. قراءة الحجم عند التكافؤ $V_{E}$ و pH عند التكافؤ $p H_{E}$ على المحورين.

الخطوة 4. إذا تدخلت مزدوجة ضعيفة، يحدد نصف التكافؤ $V_{E} /2$ ويقرأ pH الموافق له : فهذا pH يساوي $p K a$ المزدوجة.

الطريقة 2 : حساب التركيز المجهول عند التكافؤ

الخطوة 1. كتابة معادلة التفاعل الداعم للمعايرة والتحقق من النسب التناسبية (وهي 1:1 في الغالب).

الخطوة 2. تحديد $V_{E}$ مبيانيا بطريقة المماسين.

الخطوة 3. كتابة علاقة التكافؤ $n (titr \overset{e}{ˊ}) = n (titrant vers \overset{e}{ˊ})$ ، أي $C_{A} \times V_{A} = C_{B} \times V_{E}$ .

الخطوة 4. عزل المجهول والحساب، فمثلا $C_{A} = \frac{C _{B} \times V _{E}}{V _{A}}$ .

الطريقة 3 : اختيار كاشف ملون ملائم للمعايرة

الخطوة 1. تحديد (أو تقدير) pH عند التكافؤ $p H_{E}$ انطلاقا من المنحنى أو من طبيعة المتفاعلات (7 في حالة قوي/قوي، و $> 7$ إذا كان الحمض ضعيفا، و $< 7$ إذا كانت القاعدة ضعيفة).

الخطوة 2. مقارنة $p H_{E}$ بمناطق انعطاف الكواشف المتوفرة.

الخطوة 3. اختيار الكاشف الذي تحتوي منطقة انعطافه $[p K i - 1; p K i + 1]$ على $p H_{E}$ وتقع داخل قفزة pH.

الطريقة 4 : تحديد قوة الحمض أو القاعدة انطلاقا من شكل المنحنى

الخطوة 1. ملاحظة pH البدئي : فالحمض القوي يعطي pH بدئيا منخفضا جدا، والحمض الضعيف يعطي pH بدئيا أقل انخفاضا عند نفس التركيز.

الخطوة 2. رصد وجود مستوى (مجال تنظيم) أو غيابه قبل قفزة pH : فوجوده يدل على مزدوجة ضعيفة.

الخطوة 3. ملاحظة pH عند التكافؤ : $p H_{E} = 7$ يدل على معايرة قوي/قوي، و $p H_{E} \neq = 7$ يدل على وجود متفاعل ضعيف.

الخطوة 4. إذا أمكن تحديد نصف التكافؤ، يستنتج $p K a$ المزدوجة الضعيفة، ويحدد النوع من بين لائحة معطاة عند الاقتضاء.

Dosage acido-basique — Fiche d'exercices

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Exercices interactifs

10 exercices • Lis l'énoncé, écris ta réponse, puis vérifie la correction

Ma progression 0 / 10 corrigés

Exercices Faciles

2 exercices

Dosage d'un acide fort par une base forte

Facile

Énoncé

On dose un volume

V_{A} = 20, 0 mL

d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration

C_{A}

inconnue par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration

C_{B} = 0, 10 mol \cdot L^{- 1}

. Le suivi pH-métrique montre un saut de pH très marqué pour un volume versé

V_{E} = 16, 0 mL

. La température est de

25^{\circ} C

. 1) Écrire l'équation de la réaction de dosage et justifier qu'elle convient à un titrage. 2) Écrire la relation vérifiée à l'équivalence, puis calculer

C_{A}

. 3) Prévoir la valeur du pH à l'équivalence et justifier soigneusement. 4) Calculer le pH de la solution d'acide avant tout ajout de base.

Ma réponse

Prof Hicham

Bloqué sur cet exercice ?
Prof Hicham t'explique pas à pas.

Correction détaillée

Dosage d'un acide fort par une base forte

Facile

Énoncé

On réalise le dosage pH-métrique d'un volume

V_{A} = 10 mL

d'une solution d'acide chlorhydrique

(H_{3} O^{+} + C l^{-})

de concentration inconnue

C_{A}

, par une solution d'hydroxyde de sodium

(N a^{+} + H O^{-})

de concentration

C_{B} = 0, 05 mol.L^{- 1}

. La méthode des tangentes appliquée à la courbe

p H = f (V)

donne un volume équivalent

V_{E} = 12 mL

Un acide fort dosé par une base forte donne un pH de 7 à l'équivalence.

1) Écrire l'équation de la réaction support du dosage. 2) Écrire la relation à l'équivalence. 3) Calculer la concentration

C_{A}

de la solution d'acide chlorhydrique. 4) Donner la valeur du pH à l'équivalence et justifier.

Ma réponse

Prof Hicham

Bloqué sur cet exercice ?
Prof Hicham t'explique pas à pas.

Correction détaillée

Exercices Intermédiaires

4 exercices

Acide faible : lire le pKA à la demi-équivalence

Intermédiaire

Énoncé

On dose

V_{A} = 20, 0 mL

d'une solution d'acide éthanoïque

CH_{3} COOH

de concentration

C_{A}

inconnue par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration

C_{B} = 0, 10 mol \cdot L^{- 1}

. La courbe pH-métrique présente un saut de pH pour

V_{E} = 12, 0 mL

, et l'on relève

pH = 4, 8

pour un volume versé de

6, 0 mL

. 1) Écrire l'équation de la réaction de dosage. 2) Calculer la concentration

C_{A}

de l'acide. 3) Que représente le volume

6, 0 mL

? En déduire le

p K_{A}

du couple, en justifiant la relation utilisée. 4) Le pH à l'équivalence est-il inférieur, égal ou supérieur à

7

? Justifier par la nature des espèces présentes. 5) Parmi l'hélianthine (zone de virage

3, 1

–

4, 4

) et la phénolphtaléine (zone de virage

8, 2

–

10, 0

), quel indicateur coloré convient ?

Ma réponse

Prof Hicham

Bloqué sur cet exercice ?
Prof Hicham t'explique pas à pas.

Correction détaillée

Dosage de l'acide éthanoïque par la soude

Intermédiaire

Énoncé

On dose un volume

V_{A} = 20 mL

d'une solution d'acide éthanoïque

C H_{3} C O O H

(couple

C H_{3} C O O H / C H_{3} C O O^{-}

) de concentration inconnue

C_{A}

, par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration

C_{B} = 0, 1 mol.L^{- 1}

. La courbe

p H = f (V)

obtenue par suivi pH-métrique donne un volume équivalent

V_{E} = 10 mL

et un pH égal à

4, 8

à la demi-équivalence.

Acide faible : à la demi-équivalence, le pH vaut exactement le pK₍A₎.

1) Écrire l'équation de la réaction support du dosage. 2) Calculer la concentration

C_{A}

de la solution d'acide éthanoïque. 3) Donner la valeur du

p K a

du couple

C H_{3} C O O H / C H_{3} C O O^{-}

et justifier la méthode utilisée. 4) Le pH à l'équivalence est-il supérieur, égal ou inférieur à 7 ? Justifier. 5) Parmi les indicateurs colorés suivants, lequel choisir pour repérer l'équivalence par simple observation de la couleur : hélianthine (zone 3,1–4,4), bleu de bromothymol (zone 6,0–7,6), phénolphtaléine (zone 8,2–10,0) ?

Ma réponse

Prof Hicham

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Correction détaillée

Dosage conductimétrique : lire deux droites plutôt qu'un saut

Intermédiaire

Énoncé

On dose une solution d'acide chlorhydrique par une solution d'hydroxyde de sodium en suivant l'évolution de la conductance

G

du mélange. Avant de commencer, on ajoute à la prise d'essai un grand volume d'eau distillée. On donne, à titre indicatif, les conductivités molaires ioniques en

mS \cdot m^{2} \cdot mol^{- 1}

λ (H_{3} O^{+}) = 35, 0

;

λ (HO^{-}) = 19, 9

;

λ (Na^{+}) = 5, 0

;

λ (Cl^{-}) = 7, 6

. 1) Expliquer, en raisonnant sur les ions présents, pourquoi la conductance diminue avant l'équivalence. 2) Expliquer pourquoi elle augmente après l'équivalence, et pourquoi la pente y est plus faible en valeur absolue. 3) Comment repère-t-on le volume équivalent sur la courbe obtenue ? 4) Pourquoi ajoute-t-on de l'eau distillée avant de doser ? Cette dilution modifie-t-elle le volume équivalent ? 5) Citer un avantage de cette méthode par rapport à l'emploi d'un indicateur coloré.

Ma réponse

Prof Hicham

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Correction détaillée

Dosage pH-métrique d'une solution d'acide éthanoïque

Intermédiaire

Énoncé

On souhaite déterminer la concentration d'une solution

S_{A}

d'acide éthanoïque

C H_{3} C O O H

. On prélève un volume

V_{A} = 20, 0 mL

de cette solution, que l'on dose par une solution d'hydroxyde de sodium

(N a_{(a q)}^{+} + H O_{(a q)}^{-})

de concentration

C_{B} = 0, 10 mol/L

. Le suivi pH-métrique montre un saut de pH pour un volume versé

V_{B E} = 12, 5 mL

. Pour un volume versé

V_{B} = 6, 25 mL

, on lit

p H = 4, 8

; à l'équivalence, on lit

p H_{E} = 8, 7

. Données :

M (C H_{3} C O O H) = 60 g/mol

; produit ionique de l'eau

K_{e} = 1 0^{- 14}

; zones de virage : hélianthine

3, 1 - 4, 4

; bleu de bromothymol

6, 0 - 7, 6

; phénolphtaléine

8, 2 - 10, 0

Le suivi pH-métrique repère l'équivalence par le saut de pH, sans indicateur.

1) Écrire l'équation de la réaction de dosage et rappeler les deux propriétés qu'elle doit obligatoirement vérifier. 2) Énoncer la relation vérifiée à l'équivalence, puis calculer la concentration molaire

C_{A}

de la solution

S_{A}

. 3) En déduire la concentration massique

C_{m}

de cette solution. 4) Exploiter la mesure effectuée à la demi-équivalence pour déterminer le

p K_{A}

puis la constante d'acidité

K_{A}

du couple

C H_{3} C O O H / C H_{3} C O O^{-}

. 5) Justifier qualitativement que le pH à l'équivalence soit supérieur à 7, puis choisir parmi les trois indicateurs proposés celui qui convient pour repérer l'équivalence sans pH-mètre.

Ma réponse

Prof Hicham

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Correction détaillée

Exercices Difficiles

4 exercices

Dosage de l'ammoniac par l'acide chlorhydrique

Difficile

Énoncé

On dose un volume

V_{B} = 20 mL

d'une solution d'ammoniac

N H_{3}

(couple

N H_{4}^{+} / N H_{3}

p K a = 9, 2

) de concentration inconnue

C_{B}

, par une solution d'acide chlorhydrique de concentration

C_{A} = 0, 1 mol.L^{- 1}

. La courbe

p H = f (V)

obtenue présente un point d'équivalence pour

V_{E} = 16 mL

, avec

p H_{E} = 5, 3

On dose ici une base par un acide : le pH décroît au lieu de croître.

1) Écrire l'équation de la réaction support du dosage et calculer

C_{B}

. 2) Justifier, sans calcul de concentration, pourquoi

p H_{E} < 7

. 3) Calculer le volume à la demi-équivalence

V_{1/2}

et donner la valeur théorique du pH en ce point. 4) On a versé

V = 10 mL

d'acide chlorhydrique. Calculer les quantités de matière de

N H_{3}

restant et de

N H_{4}^{+}

formé, puis en déduire le pH du mélange à l'aide de la relation d'Henderson-Hasselbalch. 5) Parmi le bleu de bromothymol (zone 6,0–7,6) et le rouge de méthyle (zone 4,4–6,2), quel indicateur choisir pour repérer l'équivalence ? Justifier.

Ma réponse

Prof Hicham

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Prof Hicham t'explique pas à pas.

Correction détaillée

Identifier un acide faible et propager une erreur de lecture

Difficile

Énoncé

On dose

V_{A} = 20, 0 mL

d'une solution d'un monoacide faible

AH

de concentration

C_{A}

par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration

C_{B} = 5, 0 \times 1 0^{- 2} mol \cdot L^{- 1}

. La courbe pH-métrique donne

V_{E} = 15, 0 mL

et un pH de

3, 8

à la demi-équivalence. Avant tout ajout de base, le pH-mètre indiquait

2, 9

. On donne les

p K_{A}

suivants : acide méthanoïque

3, 8

; acide éthanoïque

4, 8

; acide benzoïque

4, 2

. 1) Calculer la concentration

C_{A}

de la solution acide. 2) Identifier l'acide dosé en justifiant. 3) Calculer le taux d'avancement final de la réaction de l'acide avec l'eau avant tout ajout de base. Conclure sur la nature de l'acide. 4) Un élève surestime

V_{E}

5 %

. Quelle est la conséquence chiffrée sur la valeur de

C_{A}

qu'il annonce ? 5) On refait le même dosage après avoir dilué dix fois la prise d'essai. Le volume équivalent change-t-il ? Et le pH à l'équivalence ?

Ma réponse

Prof Hicham

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Correction détaillée

Solution commerciale d'acide méthanoïque : dilution, dosage et taux d'avancement

Difficile

Énoncé

On dispose d'une solution commerciale

S_{0}

d'acide méthanoïque

H C O O H

de concentration

C_{0}

inconnue. On prélève

V_{0} = 10, 0 mL

S_{0}

que l'on introduit dans une fiole jaugée, puis on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge pour obtenir un volume

V = 100, 0 mL

d'une solution diluée

S

. La mesure du pH de

S

donne

p H = 2, 9

. On dose ensuite

V_{A} = 20, 0 mL

de la solution

S

par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration

C_{B} = 8, 0 \times 1 0^{- 3} mol/L

; l'équivalence est obtenue pour

V_{B E} = 25, 0 mL

, et on mesure alors

p H_{E} = 7, 7

. Données :

K_{e} = 1 0^{- 14}

; zones de virage : hélianthine

3, 1 - 4, 4

; rouge de crésol

7, 2 - 8, 8

; phénolphtaléine

8, 2 - 10, 0

Deux étapes à ne pas confondre : la dilution, puis le dosage de la solution diluée.

1) Écrire l'équation de la réaction de dosage, puis calculer la concentration

C

de la solution diluée

S

. 2) En déduire la concentration

C_{0}

de la solution commerciale

S_{0}

. 3) Dresser le tableau d'avancement de la réaction de l'acide méthanoïque avec l'eau pour le volume

V = 100, 0 mL

de solution

S

, puis calculer l'avancement maximal

x_{ma x}

, l'avancement final

x_{f}

et le taux d'avancement final

τ

. Conclure sur la nature de l'acide. 4) Établir l'expression de la constante d'acidité

K_{A}

du couple

H C O O H / H C O O^{-}

en fonction de

C

et de

[H_{3} O^{+}]_{f}

, puis calculer

K_{A}

p K_{A}

. 5) Quelle valeur de pH lit-on à la demi-équivalence du dosage ? Vérifier la cohérence avec la question 4, puis choisir l'indicateur coloré adapté au repérage de l'équivalence.

Ma réponse

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Correction détaillée

Exercice de synthèse : dosage acido-basique puis suivi cinétique d'une réaction

Difficile

Énoncé

PARTIE 1 — Dosage acido-basique. On dose un volume

V_{a} = 20

mL d'une solution d'acide chlorhydrique (acide fort), de concentration inconnue

C_{a}

, par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration

C_{b} = 0, 1

mol/L. L'équivalence est repérée pour un volume versé

V_{b E} = 16

mL.

Le dosage donne la concentration ; la seconde partie s'en sert pour la cinétique.

1) Écrire l'équation de la réaction de dosage. 2) Calculer la concentration

C_{a}

de la solution d'acide chlorhydrique. 3) Justifier, sans calcul de pH détaillé, pourquoi le pH à l'équivalence de ce dosage (acide fort par base forte) vaut 7. PARTIE 2 — Suivi cinétique d'une réaction. On étudie par ailleurs, dans un becher séparé, la cinétique d'une réaction chimique en suivant la concentration

[X]

d'un réactif

X

au cours du temps. On mesure une concentration initiale

[X]_{0} = 0, 2

mol/L, et l'on détermine graphiquement un temps de demi-réaction

t_{1/2} = 50

s. 4) Rappeler la définition du temps de demi-réaction

t_{1/2}

, et donner la valeur de

[X]

à cet instant. 5) On ajoute à présent un catalyseur au mélange réactionnel, et le nouveau temps de demi-réaction mesuré vaut

10

s. La quantité de matière finale de produit formé est-elle modifiée par l'ajout du catalyseur ? Justifier précisément.

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Exercices supplémentaires

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Dosage acido-basique

Dosage acido-basique — Résumé de cours

Cours complet

Contenu du cours

1. Principe du dosage acido-basique

2. Montage du dosage pH-métrique

3. Allure de la courbe pH = f(V)

4. Point d'équivalence : méthode des tangentes

5. Dosage d'un acide fort par une base forte

6. Dosage d'un acide faible par une base forte

7. Choix de l'indicateur coloré adapté

8. Relation à l'équivalence et calcul de concentration

📈 Figure clé

Exemple résolu 1 : Dosage d'un acide fort par une base forte

Exemple résolu 2 : Dosage d'un acide faible par une base forte

🔑 Formules clés à retenir

الصيغ الأساسية

Astuces & Pièges à éviter

الأخطاء الشائعة الواجب تفاديها

Méthodes types

الطريقة 1 : استثمار منحنى معايرة pH = f(V)

الطريقة 2 : حساب التركيز المجهول عند التكافؤ

الطريقة 3 : اختيار كاشف ملون ملائم للمعايرة

الطريقة 4 : تحديد قوة الحمض أو القاعدة انطلاقا من شكل المنحنى

Dosage acido-basique — Fiche d'exercices

Exercices interactifs

Exercices Faciles

Dosage d'un acide fort par une base forte

Dosage d'un acide fort par une base forte

Exercices Intermédiaires

Acide faible : lire le pKA à la demi-équivalence

Dosage de l'acide éthanoïque par la soude

Dosage conductimétrique : lire deux droites plutôt qu'un saut

Dosage pH-métrique d'une solution d'acide éthanoïque

Exercices Difficiles

Dosage de l'ammoniac par l'acide chlorhydrique

Identifier un acide faible et propager une erreur de lecture

Solution commerciale d'acide méthanoïque : dilution, dosage et taux d'avancement

Exercice de synthèse : dosage acido-basique puis suivi cinétique d'une réaction

Exercices supplémentaires

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Continue ton chapitre là où tu l'as laissé

أسئلة شائعة

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