Applications à des titrages mettant en jeu des réactions d'oxydoréduction
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Dans le cas des réactions d’oxydoréduction, de nombreuses méthodes peuvent être mises en place :
• titrage direct colorimétrique ;
• titrage indirect d’un excès de titrant.
Toutes ces méthodes seront exploitées, les équations et calculs détaillés pour déterminer dans chaque cas la concentration de la solution inconnue X.
On veut déterminer la concentration en
peroxyde d’hydrogène
H2O2 d’une solution
commerciale d’eau oxygénée à
10 volumes.
Pour cela, on dose une prise de 10 mL (après avoir
dilué 10 fois la solution commerciale) par une
solution titrante de permanganate de potassium K+ +
MnO4- de concentration
connue Ct = 0,020
mol.L-1.
Lors d’un titrage direct, la solution à doser, l'eau oxygénée, est placée dans un bécher que l’on fait réagir avec une solution de concentration connue appelée réactif titrant placé dans une burette graduée. Il s'agit de la solution d’ions permanganate.
On place un volume connu de jus de citron
pressé, contenant de la vitamine
C, X, dont on cherche la
concentration dans
l’échantillon,. On filtre ensuite la
solution (pas de pulpe) en présence d’une grande
quantité de diiode en excès,
Ti.
Le diiode, n’ayant pas réagi avec
la vitamine C , Texcès , est
titrée par une solution d'ions
thiosulfate, R, de concentration connue, en
présence d’empois d’amidon pour un passage
à l’équivalence plus visible.
Ces deux transformations,
totales, rapides et
uniques, se succèdent mais le titrage
n’a lieu que pour la seconde d’où le terme
de titrage « indirect ».
Il reste alors à soustraire à la totalité introduite Ti, la quantité Texcès titrée par R pour trouver la quantité de matière Tr de solution de diiode qui a réagi avec la vitamine C, X, et en déterminer la concentration.
On lave la burette à l’eau puis on la rince et on la remplit avec la solution de thiosulfate de sodium de concentration connue jusqu’au passage du violet à l’incolore pour obtenir le volume équivalent V’eq.
Pour déterminer nX, il faut
déterminer la quantité
nTr de diiode ayant réagi
car les deux quantités de matière sont
liées par la relation issue de
l’équation-bilan (1) :
n[I2(aq)] ou
nTr =
nC6H8O6(aq).
On détermine nTr grâce
à la différence :
n(I2)ou nTi
= nI2(aq) ou nTr ayant
réagit avec X +
n[I2(aq)] ou
nTexcès ayant réagi
avec R.
n[I2(aq)] ou nTr = n(I2) ou nTi - n[I2(aq)] ou nTexcès = nC6H8O6(aq).
Le titrage par le thiosulfate (R) permet de
déterminer n[I2(aq)] ou
nTexcès par la relation
d’équivalence de l’équation-bilan
(2) :
n[I2(aq)] ou
nTexcès =
nS2O32-/2.
D’où nC6H8O6(aq) = n(I2)ou nTi - nS2O32-/2.
Les différentes applications des titrages d’oxydoréduction sont nombreuses et concernent des produits courants. Mais elles sont pour la plupart basées sur des titrages colorimétriques, directs ou indirects, et peu sur des mesures physiques servant à tracer une courbe à exploiter.
Pour déterminer les concentrations des espèces à titrer, on peut utiliser le tableau d’avancement ou les relations de proportionnalité issues des proportions stoechiométriques de l’équation-bilan ou des demi-équations dans le cas des titrages indirects.
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