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Lycée · 15 min

Titrage pH-métrique et zone tampon

Titrez l’acide acétique par NaOH et observez la courbe s’aplatir là où le couple CHX3COOH/CHX3COOX−\ce{CH3COOH/CH3COO^-} tamponne le pH — à la demi-équivalence pH = pKa.

Courbe de titrage pH d’un acide faible : départ doux, plateau tampon plat, saut raide à l’équivalence.

Objectif

Repérez le plateau tampon et lisez le pKa de l’acide acétique à la demi-équivalence (pH ≈ 4,76) ; expliquez pourquoi la pente y est minimale.

Matériel et réactifs

Bécher d’acide acétique 0,1 mol/L, burette de NaOH 0,1 mol/L, pH-mètre étalonné à électrode de verre, agitateur magnétique.

Procédure

  1. Choisissez l’option acide faible (acid = 1) avec C = 0,1 mol/L.
  2. Augmentez Vb pas à pas et notez le pH ; repérez la zone la plus plate — le plateau tampon.
  3. Trouvez le volume équivalent Ve au saut le plus raide, puis réglez Vb = Ve/2 et lisez le pH : c’est le pKa.
  4. Comparez le pH initial et le pH d’équivalence (>7) avec un titrage d’acide fort (acid = 0).

À observer

  • La courbe démarre plus haut que pour un acide fort, traverse un plateau presque plat centré sur pH ≈ pKa, puis saute au-delà de l’équivalence vers pH ≈ 12–13.
  • À Vb = Ve/2 l’acide et sa base conjuguée sont en quantités égales et pH ≈ 4,76, soit le pKa de l’acide acétique ; à l’équivalence la solution est basique car CHX3COOX−\ce{CH3COO^-} est une base faible.

Explication

Lors de l’ajout de NaOH, CHX3COOH\ce{CH3COOH} se transforme en CHX3COOX−\ce{CH3COO^-}. Tant que les deux formes coexistent en quantités comparables, la relation de Henderson–Hasselbalch pH=pKa+log⁡[CHX3COOX−][CHX3COOH]\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a+\log\frac{[\ce{CH3COO^-}]}{[\ce{CH3COOH}]} maintient le pH presque constant — zone tampon — et à la demi-neutralisation pH = pKa. À l’équivalence il ne reste que CHX3COOX−\ce{CH3COO^-}, donc la solution est basique.

Histoire de l’expérience

L’échelle de pH fut définie en 1909 par Søren Sørensen au laboratoire de la brasserie Carlsberg ; l’électrode de verre a rendu le titrage pH-métrique courant. Le plateau tampon relève de la même chimie que celle qui maintient le sang vers pH 7,4 grâce au couple HX2COX3/HCOX3X−\ce{H2CO3/HCO3^-}.

Chimistes associés

Svante ArrheniusWilhelm Ostwald

Sujets liés

Électrolytes, pH, solutions tamponsTitrages acido-basiques, redox, complexométriques et de précipitation

Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.