Condition de mise en œuvre et principe d'un suivi pH-métrique

Considérons la réaction support du titrage d'équation : \(\mathrm{a\ A+b\ B\longrightarrow c\ C+d\ D}\) avec `"A"` l'espèce titrée et `"B"` l'espèce titrante.

Condition de mise en œuvre d'un suivi pH-métrique

Pour que le suivi par titrage soit réalisable par la mesure du pH, il faut que cette transformation fasse varier le pH du milieu réactionnel. Ainsi, il est nécessaire que les espèces `"A"` et `"B"` aient des propriétés acide-base.

Principe d'un titrage avec suivi pH-métrique

Lors du suivi pH-métrique d'un titrage, on introduit dans le dispositif général du titrage vu en première une sonde de pH reliée à un pH-mètre. La sonde est plongée dans le milieu réactionnel afin de mesurer le pH pour chaque volume `V_"B"` de solution titrante introduit : l'objectif est de tracer le graphe `"pH" = f(V_"B")` pour déterminer le point d'équivalence du titrage.

Expérimentalement, le volume de solution doit être suffisant pour une bonne immersion de la sonde. Si un ajout d'eau est nécessaire, il doit être effectué avant le début du titrage (il ne faut pas ajouter d'eau en cours de titrage, cela modifierait la forme de la courbe obtenue).

Montage général d'un titrage avec suivi pH-métrique

• Si `"A"` est une espèce acide, alors on choisit une base forte comme espèce titrante `"B"` (`"C"` et `"D"` seront respectivement leur base et acide conjugués).
  

Exemple

Dans le cas du contrôle du titre massique en acide éthanoïque (`"CH"_3"COOH"`) d'un vinaigre commercial, l'équation de cette réaction est : \(\text{CH}_3\text{COOH(aq)}+\text{OH}^{-}\text{(aq)}\longrightarrow \text{CH}_3\text{COO}^{-}\text{(aq)}+\text{H}_2\text{O}(\ell)\).

Le réactif titré (\(\mathrm{CH_3COOH}\)) est un acide et le réactif titrant choisi (\(\mathrm{OH^-}\)) est bien une base forte ; on peut donc réaliser ce titrage avec un suivi pH-métrique.

• Si `"A"` est une base, alors on choisit un acide fort comme espèce titrante `"B"` (`"C"` et `"D"` seront respectivement leur acide et base conjugués).
  

Exemple

Dans le cas d'un contrôle par titrage d'une solution commerciale de soude, l'équation de réaction est : \(\mathrm{OH^-(aq)+H_3O^+(aq)\longrightarrow 2H_2O(\ell)}\).

Le réactif titré (\(\mathrm{OH^-}\)) est une base et le réactif titrant choisi (\(\mathrm{H_3O^+}\)) est bien un acide fort ; on peut donc réaliser ce titrage avec un suivi pH-métrique.

Remarque : le choix d'un réactif titrant doit permettre à la réaction support de titrage de vérifier les trois conditions essentielles, à savoir :

• transformation totale : en choisissant une base forte ou un acide fort comme réactif titrant, on s'assure ainsi de ce point ;
  
• transformation rapide : c'est généralement le cas des réactions acide-base ;
  
• transformation univoque/spécifique (seule transformation mise en jeu) : cela n'est pas toujours le cas, car il se peut que d'autres acides (ou bases) soient présentes dans le milieu en plus du réactif titré. Ce cas de figure rend le suivi plus complexe à traiter et nécessite des précautions lors de l'exploitation des résultats.