⚗️ Dans cette troisième leçon, nous allons découvrir les principales méthodes chimiques utilisées pour analyser et caractériser les systèmes chimiques.
1. Dosages par titrage direct
Le titrage est une méthode quantitative qui permet de déterminer la concentration d’une espèce chimique en solution en la faisant réagir avec une solution de concentration connue.
L’équivalence est atteinte quand les réactifs ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques de la réaction.
Exemple : Titrage acide-base HCl + NaOH → NaCl + H₂O
À l’équivalence : n(HCl) initial = n(NaOH) versé
Soit : Cₐ × Vₐ = C_b × V_b équivalence
2. Courbe de dosage pH-métrique
Pour un dosage acide fort-base forte, la courbe pH = f(V_base) présente une forte variation au point équivalent :
✓ Début : pH bas (zone acide)
✓ Équivalence : saut de pH brutal
✓ Fin : pH élevé (zone basique)
3. Méthode des tangentes pour déterminer V_eq
On utilise la méthode des tangentes pour localiser précisément le volume équivalent :
• Leur intersection donne le volume équivalent V_eq
• Méthode précise pour les dosages pH-métriques
4. Dosage conductimétrique
Dans un dosage conductimétrique, on suit l’évolution de la conductivité σ en fonction du volume de réactif titrant ajouté.
Exemple : Dosage de HCl par NaOH
| Zone | Évolution de σ | Explication |
|---|---|---|
| Avant équivalence | Diminution | H⁺ (λ élevée) → Na⁺ (λ faible) |
| Équivalence | Minimum | Point de rupture |
| Après équivalence | Augmentation | Accumulation de Na⁺ et OH⁻ |
5. Chromatographie sur couche mince
La chromatographie est une méthode de séparation et d’identification basée sur la différence d’affinité des substances entre une phase stationnaire et une phase mobile.
Le facteur de rétention R_f caractérise chaque substance :
\[ R_f = \frac{\text{distance parcourue par la substance}}{\text{distance parcourue par le solvant}} \]
6. Identification par comparaison
On identifie une substance inconnue en comparant son R_f avec ceux de substances de référence chromatographiées dans les mêmes conditions.
Exemple de résolution : Si une tache inconnue parcourt 4 cm alors que le front de solvant est à 8 cm :
\[ R_f = \frac{4}{8} = 0,5 \]
On compare cette valeur avec les R_f de référence pour identifier la substance.
📝 Astuce mnémotechnique : Pour les dosages, souvenez-vous que « À l’équivalence, les quantités de matière sont équivalentes ».
💡 Récapitulatif : Les dosages permettent de déterminer des concentrations inconnues. Les courbes pH-métriques et conductimétriques présentent des points de rupture à l’équivalence. La chromatographie sépare et identifie les substances grâce au facteur R_f.
