🧪 PREMIÈRE – CHIMIE
 CHAPITRE 04 – LE TITRAGE COLORIMÉTRIQUE
 FICHE DE RÉVISION 01 + FICHE MÉTHODE

🎯 OBJECTIF DU CHAPITRE

Savoir déterminer la concentration inconnue d'une espèce chimique
dissoute en solution grâce à une réaction chimique de titrage et
repérer l'équivalence par un changement de couleur.

1)- 🔴 L'ESSENTIEL À RETENIR

-  ✔ Un dosage permet de déterminer la quantité de matière ou la concentration d'une espèce chimique en solution.

-  ✔ Un titrage est un dosage fondé sur une réaction chimique entre :

-  • le RÉACTIF TITRÉ : espèce dont on cherche la concentration ;

-  • le RÉACTIF TITRANT : espèce dont la concentration est connue.

-  ✔ La réaction support du titrage doit être :

-  → rapide ; → totale ; → spécifique ; → unique ; → exploitable par une grandeur physique mesurable.

-  ✔ Dans un TITRAGE COLORIMÉTRIQUE, l'équivalence est repérée grâce à un changement de couleur.

-  ⭐ NOTION CLÉ :

-  L'équivalence correspond au moment où les réactifs titré et titrant ont été introduits dans les PROPORTIONS STOŒCHIOMÉTRIQUES de l'équation de réaction.

2)- 🟠 VOCABULAIRE À MAÎTRISER

-  RÉACTIF TITRÉ : → Espèce chimique dont on cherche la concentration.

-  RÉACTIF TITRANT : → Espèce chimique de concentration connue, versée progressivement à l'aide d'une burette.

-  SOLUTION TITRÉE : → Solution contenant le réactif dont on cherche la concentration.

-  SOLUTION TITRANTE : → Solution placée dans la burette et ajoutée progressivement.

-  ÉQUIVALENCE : → État du système pour lequel les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques.

-  VOLUME À L'ÉQUIVALENCE : → Volume de solution titrante versé lorsque l'équivalence est atteinte.

-  → Notation : V_E

-  CONCENTRATION : → Quantité de matière par unité de volume.

-  C = n / V ou n = C × V

-  avec : C : concentration molaire (mol · L⁻¹)

-  n : quantité de matière (mol)

-  V : volume de solution (L)

3)- 🟡 LE MONTAGE DE TITRAGE

  

-  Dans le bécher/erlenmeyer : → solution titrée.

-  Dans la burette : → solution titrante de concentration connue.

4)- 🟢 AVANT / À / APRÈS L'ÉQUIVALENCE

-  Avant l’équivalence :

-  Le réactif titrant est totalement consommé, c’est le réactif limitant

-  Il reste encore du réactif titré : il est en excès.

-  À l’équivalence :

-  Le réactif titrant et le réactif titré sont totalement consommés.

-  Ils sont tous les deux limitants (mélange stœchiométrique).

-  Après l’équivalence :

-  Le réactif titré est totalement consommé : c’est le réactif limitant.

-  Maintenant, c’est le réactif titrant qui est en excès.

-  En conclusion :

-  À l’équivalence du titrage, il y a changement de réactif limitant.

   ⭐ CHANGEMENT DE RÉACTIF LIMITANT ⭐

-  AVANT L'ÉQUIVALENCE :

-  → Le titrant ajouté est immédiatement consommé.

-  → Le réactif titré est en excès.

-  → Il reste donc du réactif titré dans le bécher.

-  À L'ÉQUIVALENCE

-  → Les deux réactifs sont dans les proportions stœchiométriques.

-  → Les deux réactifs sont totalement consommés.

-  APRÈS L'ÉQUIVALENCE

-  → Le réactif titré est totalement consommé.

-  → Le titrant ajouté est maintenant en excès.

5)- 🔵 ÉQUATION DE LA RÉACTION DE TITRAGE

-  On écrit l'équation générale :

a A + b B → c C + d D

-  A = réactif titré

-  B = réactif titrant

-  a et b = coefficients stœchiométriques.

-  ⭐ RELATION FONDAMENTALE À L'ÉQUIVALENCE :

-  n (A) / a = n (B) / b => b × n (A) = a × n (B)

-  Comme : n = C × V

-  on obtient :

-   b × C_A × V_A = a × C_B × V_E

-  ⭐ FORMULE À CONNAÎTRE :

-  C_A = (a × C_B × V_E) / (b × V_A)

-  ⚠️ Cette formule n'est valable que si :

-  → l'équation chimique est correctement équilibrée ;

-  → les volumes sont exprimés dans la même unité.

6)- 🟣 UNITÉS À RESPECTER

-  Quantité de matière : n → mol

-  Volume : V → L

-  Concentration : C → mol·L⁻¹

-  Conversions indispensables :

-  1 L = 1000 mL ; 1 mL = 10⁻³ L ; 1 µL = 10⁻⁶ L

-  ⚠️ PIÈGE MAJEUR :

-  Si la concentration est en mol · L⁻¹, le volume doit être exprimé en L.

-  Exemple : 10,0 mL = 10,0 × 10⁻³ L = 0,0100 L

7)- 🟤 COMMENT REPÉRER L'ÉQUIVALENCE ?

-  Dans un titrage colorimétrique : → on observe un changement de couleur.

-  Deux situations sont possibles.

-  CAS 1 : une espèce chimique est naturellement colorée

-  Exemple : MnO₄⁻ est violet.

-  Le changement de couleur permet alors de repérer l'équivalence.

-  CAS 2 : les espèces sont incolores

-  → on ajoute un INDICATEUR COLORÉ approprié.

-  Exemple classique :

-  I₂ (aq)  + 2 S₂O₃^2–  (aq)

-  Le diiode I₂ est coloré.

-  L'empois d'amidon permet de mieux repérer la disparition du diiode autour de l'équivalence.

→   →

-  ⭐ ATTENTION :

-  Le changement de couleur doit être associé à l'équivalence de la réaction étudiée.

-  Un simple changement de teinte ne suffit pas : il faut savoir quelle espèce est responsable de la couleur.

8)- 🔴 MÉTHODE COMPLÈTE D'UN TITRAGE

-  ⭐ ÉTAPE 1 — Identifier les espèces

-  Repérer :

-  → réactif titré ;

-  → réactif titrant ;

-  → concentration connue ;

-  → volume prélevé ;

-  → volume à l'équivalence.

-  ⭐ ÉTAPE 2 — Écrire l'équation de réaction

-  Exemple général : a A + b B → produits

-  Vérifier que l'équation est équilibrée.

-  ÉTAPE 3 — Identifier le changement de couleur

-  Se demander :

-  → Quelle espèce est colorée ?

-  → Sa couleur disparaît-elle ?

-  → Une nouvelle espèce colorée apparaît-elle ?

-  → Faut-il utiliser un indicateur coloré ?

-  ⭐ ÉTAPE 4 — Déterminer V_E

-  Réaliser :

-  → un titrage rapide pour localiser l'équivalence ;

-  → puis un titrage précis en ajoutant le titrant goutte à goutte.

-  ⭐ ÉTAPE 5 — Écrire la relation à l'équivalence

-  n (A) / a = n (B) / b => b × n (A) = a × n (B)

-  ⭐ ÉTAPE 6 — Isoler la concentration recherchée (ici C_A)

-  C_A = (a × C_B × V_E) / (b × V_A)

 

-  ⭐ ÉTAPE 7 — Effectuer l'application numérique

-  → convertir les volumes ;

-  → remplacer par les valeurs ;

-  → calculer ;

-  → donner l'unité ;

-  → conserver un nombre raisonnable de chiffres significatifs.

9)- 🟠 EXEMPLE IMPORTANT : TITRAGE DES IONS Fe²⁺

-  Réaction entre :

-  Fe ²⁺ (aq) et MnO₄^– (aq) en milieu acide.

-  Couples :

-  Fe³⁺(aq) / Fe²⁺ (aq)

-  MnO₄ ^– (aq)/ Mn²⁺ (aq)

-  Demi-équations :

-  Fe²⁺ (aq) → Fe³⁺ (aq) + e^–

-  MnO₄^– (aq) + 8 H⁺ (aq) + 5 e^– →  Mn²⁺ (aq)  + 4 H₂O (ℓ)

-  Après combinaison :

-  ⭐ ÉQUATION DE TITRAGE :

MnO₄^– (aq) + 8 H⁺ (aq) + 5 Fe²⁺ (aq) → Mn²⁺ (aq) + 5 Fe³⁺ (aq) + 4 H₂O (ℓ)

-  Les coefficients importants sont donc :

-  1 MnO₄^– ↔ 5 Fe²⁺

-  À l'équivalence :

-  n (Fe²⁺) / 5 = n (MnO₄^–) / 1

-  Alors :

-  (C_A × V_A) / 5 = C_B × V_E

-  d'où :

-  ⭐ C_A = (5 C_B × V_E) / V_A

-  ⚠️ NE PAS appliquer automatiquement :

-  C_A × V_A = C_B × V_E

-  Cette relation n'est vraie que lorsque les coefficients stœchiométriques sont égaux.

10)- 🔵 EXEMPLE : TITRAGE DU DIIODE PAR LE THIOSULFATE

-  Réaction : I₂ (aq)  + 2 S₂O₃^2–  (aq) → 2 I^– (aq)  +  S₄O₆^2– (aq)

-  Rapport stœchiométrique :

-  1 mol I₂ ↔ 2 mol S₂O₃^2–

-  À l'équivalence :

-  n (I₂) / 1 = n (S₂O₃^2–) / 2

-  Donc :

-  C₁ × V₁ = (C₂ × V_E) / 2

-  ⭐ Concentration du diiode :

-  C₁ = (C₂ × V_E) / (2 V₁)

-  REPÉRAGE :

-  Avant l'équivalence : → I₂ est encore présent.

-  À l'équivalence : → I₂ vient d'être totalement consommé.

-  Après l'équivalence : → le thiosulfate est en excès.

-  Avec l'empois d'amidon :→ présence de diiode : coloration bleue intense ;

-  → disparition du diiode : disparition de cette coloration.

11)- 🟢 TITRAGE AVEC LE PERMANGANATE : CAS PARTICULIER

-  L'ion permanganate MnO₄^– est violet.

-  Dans un titrage en milieu acide :

-  AVANT L'ÉQUIVALENCE

-  → MnO₄^– ajouté est consommé.

-  → Il n'y a pratiquement pas de coloration violette persistante.

-  À L'ÉQUIVALENCE

-  → les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques.

-  APRÈS L'ÉQUIVALENCE

-  → MnO₄^– devient excédentaire.

-  → une coloration rose/violette persistante apparaît.

-  ⭐ L'apparition d'une légère coloration persistante indique le dépassement de l'équivalence.

12)- 🟡 DOSAGE RAPIDE PUIS DOSAGE PRÉCIS

-  Pourquoi effectuer deux titrages ?

-  Le premier est APPROXIMATIF.

-  → On verse rapidement la solution titrante.

-  → On repère approximativement V_E.

-  Le second est PRÉCIS.

-  → On recommence le titrage.

-  → On verse rapidement jusqu'à quelques mL avant V_E.

-  → Puis on ajoute goutte à goutte.

-  → On relève précisément V_E.

-  ⭐ AVANTAGE : On limite l'erreur de dépassement de l'équivalence.

13)- 🔴 SOURCES D'ERREURS

-  ❌ Mauvais prélèvement du volume V_A.

-  ❌ Mauvaise lecture du volume dans la burette.

-  ❌ Dépassement de l'équivalence.

-  ❌ Mauvais repérage du changement de couleur.

-  ❌ Mauvaise concentration de la solution titrante.

-  ❌ Mauvaise lecture du ménisque.

-  ❌ Mauvaise conversion mL → L.

-  ❌ Équation de réaction mal équilibrée.

-  ❌ Oubli des coefficients stœchiométriques.

-  ❌ Ajout trop rapide du titrant à proximité de l'équivalence.

-  ❌ Confusion entre V_A et V_E.

14)- 🟣 LECTURE D'UNE BURETTE

-  Pour déterminer le volume versé :

-  V_E = V_final − V_initial

-  ⚠️ Une burette est généralement graduée de manière croissante vers le bas.

-  → on lit le volume correspondant à la graduation ;

-  → on soustrait le volume initial du volume final.

-  ⭐ ASTUCE :

-  Toujours écrire :

-   V_initial = ...

-   V_final = ...

-   V_E = V_final − V_initial

-  Cela évite de confondre le volume lu avec le volume réellement versé.

15)- 🟠 COMMENT ÉQUILIBRER UNE DEMI-ÉQUATION REDOX ?

-  En milieu acide :

-  1️⃣ Écrire le couple Ox / Red.

-  2️⃣ Équilibrer les éléments autres que H et O.

-  3️⃣ Équilibrer O avec H₂O.

-  4️⃣ Équilibrer H avec H⁺.

-  5️⃣ Équilibrer les charges avec e⁻.

-  6️⃣ Vérifier :

-  → conservation des éléments ;

-  → conservation des charges.

-  EXEMPLE :

 

16)- 🟢 ASTUCES POUR LES EXERCICES

-  💡 ASTUCE 1 : Toujours commencer par l'équation de réaction.

-  💡 ASTUCE 2 : Ne jamais utiliser directement C_A × V_A = C_B × V_E.

-  → Regarder d'abord les coefficients stœchiométriques.

-  💡 ASTUCE 3 À l'équivalence :

-   quantité / coefficient est la même pour les réactifs.

-  💡 ASTUCE 4 : Le volume V_E est le volume de solution TITRANTE versé.

-  💡 ASTUCE 5 : La concentration inconnue correspond généralement au RÉACTIF TITRÉ.

-  💡 ASTUCE 6 : Toujours convertir les mL en L lorsque C est exprimée en mol · L⁻¹.

-  💡 ASTUCE 7 : Près de l'équivalence :

-  → ralentir ;

-  → agiter ;

-  → ajouter goutte à goutte.

-  💡 ASTUCE 8 : Faire un premier titrage rapide permet de trouver approximativement V_E.

17)- 🔴 LES PIÈGES CLASSIQUES À ÉVITER

-  ⚠️ PIÈGE 1 — Confondre TITRÉ et TITRANT

-  TITRÉ : → concentration inconnue.

-  TITRANT : → concentration connue.

-  ⚠️ PIÈGE 2 — Confondre V_A et V_E

-  V_A : → volume de solution titrée prélevé.

-  V_E :→ volume de solution titrante nécessaire pour atteindre l'équivalence.

-  ⚠️ PIÈGE 3 — Oublier les coefficients

-  Pour :  A + 3 B → produits

-  à l'équivalence : n (A) / 2 = n (B) / 3

-  et NON : n (A) = n (B)

-  ⚠️ PIÈGE 4 — Croire que l'équivalence correspond forcément à une solution totalement incolore.

-  FAUX !

-  Tout dépend des espèces colorées et de l'indicateur utilisé.

-  ⚠️ PIÈGE 5 — Dépasser largement l'équivalence.

-  → Le volume V_E devient moins précis.

-  ⚠️ PIÈGE 6 — Utiliser des volumes en mL dans une formule sans vérifier les unités.

-  ⚠️ PIÈGE 7 — Ne pas identifier l'espèce responsable de la coloration.

18)- 🟩 CHECK-LIST AVANT DE RENDRE L'EXERCICE

-  ☐ J'ai identifié le réactif TITRÉ.

-  ☐ J'ai identifié le réactif TITRANT.

-  ☐ Je connais la concentration du titrant.

-  ☐ J'ai identifié le volume prélevé V_A.

-  ☐ J'ai déterminé V_E correctement.

-  ☐ J'ai écrit l'équation de réaction.

-  ☐ L'équation est équilibrée.

-  ☐ J'ai repéré les coefficients stœchiométriques.

-  ☐ J'ai écrit la relation à l'équivalence.

-  ☐ J'ai converti les volumes dans des unités cohérentes.

-  ☐ J'ai calculé la concentration inconnue.

-  ☐ J'ai indiqué l'unité : mol · L⁻¹.

-  ☐ Mon résultat possède un ordre de grandeur cohérent.

-  ☐ J'ai expliqué le changement de couleur.

19)- 🧠 À RETENIR ABSOLUMENT

-  ⭐ 1. Le TITRÉ = concentration inconnue.

-  ⭐ 2. Le TITRANT = concentration connue.

-  ⭐ 3. Le titrant est versé depuis la BURETTE.

-  ⭐ 4. L'ÉQUIVALENCE correspond aux proportions STOŒCHIOMÉTRIQUES.

-  ⭐ 7. Le changement de couleur permet de repérer expérimentalement l'équivalence.

-  ⭐ 8. Toujours tenir compte des COEFFICIENTS STOŒCHIOMÉTRIQUES.

-  ⭐ 9. Toujours vérifier les UNITÉS.

-  ⭐ 10. À proximité de l'équivalence : → ajouter le titrant GOUTTE À GOUTTE.

20)- 🎯 MÉTHODE EXPRESS – 30 SECONDES

-  Quelle est l'espèce TITRÉE ?

-  Quelle est l'espèce TITRANTE ?

-  Quelle est l'équation ?

-  Quels sont les coefficients STOŒCHIOMÉTRIQUES?

-  Quel est V_A ?

-  Quel est V_E ?

-  Quelle est la relation :

-  Convertir les volumes.

-  Calculer la concentration de l’espèce titrée.

-  Donner l'unité et vérifier le résultat.

-  🧪 → ⚗️ → 🎨 → V_E → 📐 → C

-  TITRAGE → COULEUR → ÉQUIVALENCE → CALCUL DE LA CONCENTRATION

 

FICHE DE RÉVISION 02 – Chapitre N° 04 Le titrage colorimétrique

Objectif du chapitre :

déterminer la concentration inconnue d’une espèce chimique en solution

grâce à une réaction chimique support de titrage rapide, totale, unique et spécifique.

Dans un titrage colorimétrique, l’équivalence est repérée par un changement de couleur.

1)- Terminologie à connaître et idée clé.

 

2)- Points importants à retenir

-  Un dosage sert à déterminer une concentration ou une quantité de matière inconnue.

-  Un titrage est un dosage destructif : l’espèce titrée est consommée par une réaction chimique.

-  La réaction support doit être totale, rapide, unique et spécifique de l’espèce titrée.

-  Dans un titrage colorimétrique, le repérage de l’équivalence repose sur une variation visible de couleur.

-  Avant l’équivalence : le titrant ajouté est le réactif limitant ; il reste du réactif titré.

-  À l’équivalence : titré et titrant sont dans les proportions stœchiométriques.

-  Après l’équivalence : le réactif titré est totalement consommé ; le titrant devient en excès.

3)- Formules fondamentales et unités

 

4)- Méthode condensée pour réussir un exercice

-  Identifier le réactif titré A, le réactif titrant B, la concentration connue, le volume prélevé et le volume équivalent.

-  Écrire et équilibrer l’équation de la réaction support du titrage.

-  Repérer les coefficients stœchiométriques a et b devant les réactifs A et B.

-  Écrire la relation d’équivalence : n (A) / a = n (B) / b.

-  Remplacer les quantités de matière par n = C × V.

-  Isoler l’inconnue, souvent C_A.

-  Convertir les volumes en litres avant le calcul : 10,0 mL = 1,00 × 10^–2 L.

-  Conclure avec une valeur, une unité et un nombre de chiffres significatifs cohérent.

5)- Exemples clés du chapitre

 

6)- Astuces de méthode

-  Lire la burette au bas du ménisque et à hauteur des yeux pour limiter l’erreur de parallaxe.

-  Faire un dosage rapide pour encadrer V_E, puis un dosage précis goutte à goutte près de l’équivalence.

-  Ajouter l’indicateur coloré au bon moment : par exemple, l’empois d’amidon s’ajoute lorsque la solution de diiode devient jaune pâle, pas dès le début.

-  En colorimétrie, chercher le premier changement durable de couleur, pas une coloration fugace.

-  Si les coefficients stœchiométriques ne valent pas 1, ne jamais écrire directement C_AV_A = C_BV_E.

-  Garder les mêmes unités de volume dans une relation : idéalement convertir tous les volumes en litres.

7)- Erreurs fréquentes et pièges à éviter

Réaction :  a A + b B → c C + d D

 

8)- Mini-checklist avant de rendre un exercice

-  Je vérifie :

-  équation équilibrée ;

-  coefficients stœchiométriques utilisés ; relation d’équivalence correcte ;

-  volumes convertis en L ;

-  concentration finale avec unité ;

-  cohérence de l’ordre de grandeur ;

-  repérage colorimétrique expliqué en une phrase.

9)- FICHE MÉMO EXPRESS — Titrage colorimétrique

-   Méthode minute :

-  identifier titré/titrant

-  → écrire l’équation

-  → relever les coefficients

-  → poser la relation d’équivalence

-  → convertir les volumes en L

-  → calculer la concentration

-  → vérifier l’unité mol · L^–1.

-  Pièges à éviter :

-  oublier les coefficients,

-  confondre V_E et V_A,

-  lire la burette de travers,

-  garder les mL dans n = C × V,

-  s’arrêter sur une couleur non persistante.

10)- CARTE MENTALE — Titrage colorimétrique