🧪 Le titrage acido-basique suivi au pH-mètre
Une burette, un bécher, un pH-mètre… et une goutte de trop qui fait tout virer au rose fluo. Titre de l'acide chlorhydrique, de l'acide éthanoïque ou ton propre acide, choisis ton indicateur, puis joue au détective : la concentration mystère n'a qu'à bien se tenir !
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- Au début, le pH monte à peine : les ions HO− versés sont aussitôt consommés par l'acide. Puis, près de l'équivalence, une seule goutte fait bondir le pH de plusieurs unités : c'est le saut de pH.
- Avec l'acide éthanoïque, la courbe démarre plus haut et présente une zone presque plate autour de la demi-équivalence : c'est l'effet tampon. Le pH à l'équivalence est alors supérieur à 7 (la solution contient la base CH3COO−).
- Chaque goutte de soude fait apparaître un nuage de la couleur basique de l'indicateur, qui disparaît avec l'agitation tant qu'on n'a pas atteint la zone de virage.
- La courbe dérivée dpH/dV présente un pic très fin : son abscisse donne le volume à l'équivalence VE. La méthode des tangentes donne le même point E.
Expériences à faire
- Verse 1 mL à la fois tout du long : arrives-tu à repérer précisément l'équivalence ? Recommence en passant au goutte à goutte près du saut.
- Divise la concentration de l'acide par 10 : le saut de pH est-il aussi grand ? Quel indicateur reste utilisable ?
- Avec l'acide éthanoïque, essaie le BBT puis la phénolphtaléine : lequel vire vraiment à l'équivalence ?
- Double le volume d'acide VA : que devient VE ? Et le pH à la demi-équivalence ?
- Choisis « ✏️ Mon acide » : à partir de quel pKA le saut de pH devient-il trop petit pour être repéré ? Invente ensuite l'indicateur idéal avec « ✏️ Mon indicateur ».
La chimie derrière l'animation
- Réaction support du titrage, rapide et totale : H3O+ + HO− → 2 H2O (acide fort) ou CH3COOH + HO− → CH3COO− + H2O (acide faible).
- À l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques : cA × VA = cB × VE, d'où cA = cB × VE / VA.
- Le pH est calculé exactement en résolvant l'électroneutralité [H3O+] + [Na+] = [HO−] + [A−] avec Ke = [H3O+] × [HO−] = 10−14 à 25 °C (résolution numérique par dichotomie).
- À la demi-équivalence d'un acide faible, [CH3COOH] = [CH3COO−], donc pH = pKA + log([A−]/[AH]) = pKA = 4,76.
- Un indicateur coloré convient si sa zone de virage contient le pH à l'équivalence : BBT (6,0 – 7,6) pour un acide fort, phénolphtaléine (8,2 – 10,0) pour l'acide éthanoïque.
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