Fiche méthode 07 🧠 – Exploiter un titrage acido-basique⚓︎

Compétences E2 : Analyser – Interpréter – Argumenter – Communiquer

Cette fiche vous guide pas à pas pour exploiter une courbe de titrage pH-métrique, comme vous le ferez à l'épreuve E2. À l'examen, vous ne réalisez jamais la manipulation : les résultats (courbe ou tableau) sont fournis.

🎯 Qu'est-ce qu'un titrage ?⚓︎

Un titrage (ou dosage) est une méthode de mesure qui permet de déterminer la concentration ou la quantité de matière d'une espèce en solution.

En cosmétique, on titre par exemple : - un acide cosmétique (acide glycolique, allantoïne) pour vérifier sa concentration - un conservateur pour contrôler la conformité

Principe⚓︎

On ajoute progressivement une solution titrante (de concentration connue) dans la solution titrée (de concentration inconnue), et on suit l'évolution du pH.

📊 Étape 1 – Lire la courbe pH = f(V)⚓︎

Ce que vous recevez à l'examen⚓︎

Une courbe ou un tableau de valeurs montrant le pH en fonction du volume de solution titrante ajouté.

Trois zones à identifier⚓︎

Courbe pHmétrique

Zone	Description	Signification chimique
Zone 1 de A à B	pH varie lentement (avant le saut)	L'espèce titrée est encore en excès
Zone 2 de B à C	pH varie rapidement (saut)	On approche puis on dépasse l'équivalence
Zone 3 de C à D	pH varie lentement (après le saut)	Le réactif titrant est en excès

Comment décrire la courbe (rédaction E2)⚓︎

« La courbe présente trois zones : une première zone où le pH augmente lentement (de pH ≈ ... à pH ≈ ...), suivie d'un saut de pH brutal aux alentours de V = ... mL, puis une zone de stabilisation à pH élevé. Le saut de pH correspond au point d'équivalence. »

📐 Étape 2 – Déterminer le volume à l'équivalence (\(V_E\))⚓︎

Méthode 1 : Méthode des tangentes (graphique)⚓︎

Tracer deux tangentes parallèles à la courbe : une avant le saut, une après le saut
Tracer la droite parallèle équidistante des deux tangentes
Le point d'intersection avec la courbe donne le point d'équivalence
Lire le volume correspondant : c'est \(V_E\)

Méthode des tangentes

Méthode 2 : Méthode de la dérivée (numérique)⚓︎

Calculer ΔpH/ΔV pour chaque intervalle du tableau
Repérer la valeur maximale de ΔpH/ΔV
Le volume correspondant est \(V_E\)

Quelle méthode utiliser ?⚓︎

Situation	Méthode recommandée
Courbe fournie (graphique)	Tangentes
Tableau de valeurs fourni	Dérivée
Les deux sont fournis	Au choix (préciser laquelle)

📋 Texte

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                             │
│   📌 À L'EXAMEN :                                           │
│   On utilisera la méthode des tangentes.                    │
│   Toujours NOMMER la méthode utilisée                       │
│   et MONTRER le tracé ou le calcul sur le document          │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

🧮 Étape 3 – Exploiter l'équivalence⚓︎

La relation à l'équivalence⚓︎

À l'équivalence, les quantités de matière des réactifs sont dans les proportions stœchiométriques.

Pour un titrage acide (AH) par une base (HO⁻), la réaction est :

\[AH + HO^- \rightarrow A^- + H_2O\]

À l'équivalence :

\[\boxed{n(AH) = n(HO^-) = C_{titrante} \times V_E}\]

Méthode D.U.C.I. pour le calcul⚓︎

Étape	Action	Exemple
D	Écrire la Donnée (formule)	n(AH) = C(NaOH) × V_E
U	Vérifier les Unités	C en mol/L, \(V_E\) en L
C	Faire le Calcul numérique	n = 0,50 × 0,0120 = 6,0 × 10⁻³ mol
I	Interpréter le résultat	La quantité d'acide est de 6,0 mmol

Calcul de la concentration ou de la masse⚓︎

Si on cherche la concentration :

\[\boxed{C_{titrée} = \frac{C_{titrante} \times V_E}{V_{titrée}}}\]

Si on cherche la masse :

\[\boxed{m = n \times M = C_{titrante} \times V_E \times M}\]

📝 Étape 4 – Conclure (posture E2)⚓︎

Structure de la conclusion⚓︎

La conclusion doit toujours suivre la logique :

Résultat → Comparaison → Décision

Étape	Ce qu'il faut écrire
Résultat	« La concentration (ou masse) obtenue est de ... »
Comparaison	« Le cahier des charges impose ... » ou « La valeur de référence est ... »
Décision	« Le produit est conforme / non conforme car ... »

Exemple de conclusion rédigée (niveau E2)⚓︎

« Le titrage pH-métrique a permis de déterminer que la concentration en acide glycolique de la lotion est de 0,12 mol/L, soit une concentration massique de 9,1 g/L. Le cahier des charges impose une concentration de 10,0 ± 1,0 g/L. La valeur mesurée (9,1 g/L) est comprise dans l'intervalle de tolérance [9,0 ; 11,0 g/L]. Le lot est donc conforme et peut être libéré pour la commercialisation. »

⚠️ Erreurs fréquentes à éviter⚓︎

Erreur	Correction
Oublier de convertir \(V_E\) de mL en L	Toujours vérifier : V en litres dans la formule
Confondre solution titrante et solution titrée	Titrante = celle qu'on ajoute (burette) ; Titrée = celle dans le bécher
Donner un résultat sans unité	Toujours écrire l'unité (mol, g, mol/L, g/L)
Conclure sans comparer au cahier des charges	Le résultat seul ne suffit pas : il faut COMPARER
Écrire "le produit est bon"	Utiliser le vocabulaire professionnel : « conforme / non conforme »

🔄 Les solutions tampons⚓︎

Définition⚓︎

Une solution tampon est une solution dont le pH varie peu lors de l'ajout modéré d'un acide, d'une base, ou lors d'une dilution.

Composition⚓︎

Une solution tampon est constituée d'un acide faible et de sa base conjuguée en proportions voisines.

\[\boxed{\text{Tampon} = AH + A^- \quad (\text{même couple, mélangés})}\]

Exemples en cosmétique⚓︎

Tampon	Composition	pH tampon	Usage
Citrate	Acide citrique + citrate de sodium	≈ 3–6	Ajustement pH formulations
Lactate	Acide lactique + lactate de sodium	≈ 3–5	Soins hydratants
Phosphate	H₂PO₄⁻ + HPO₄²⁻	≈ 6–8	Tampons biologiques

Rôle en cosmétique⚓︎

Fonction	Explication
Stabiliser le pH	Le pH ne varie pas pendant le stockage
Résister aux variations	L'ajout d'un acide ou d'une base ne modifie pas significativement le pH
Garantir l'efficacité	Un actif pH-dépendant reste sous sa forme active

Lien avec le diagramme de prédominance⚓︎

Un tampon fonctionne au voisinage du pKa du couple (pH ≈ pKa ± 1). C'est la zone où les deux formes (AH et A⁻) coexistent et peuvent « absorber » les variations.

📋 Texte

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                             │
│   📌 RECONNAÎTRE UN TAMPON :                               │
│                                                             │
│   • Contient un acide faible ET sa base conjuguée           │
│   • pH ≈ pKa (± 1)                                          │
│   • Le pH est stable lors d'ajouts modérés                  │
│                                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

✅ Checklist E2 – Titrage⚓︎

Avant de rendre votre copie, vérifiez :

Critère	✓
J'ai décrit l'allure de la courbe (3 zones)	☐
J'ai nommé la méthode utilisée pour trouver \(V_E\)	☐
J'ai lu \(V_E\) correctement (avec l'unité)	☐
J'ai écrit la relation à l'équivalence	☐
J'ai converti \(V_E\) en litres avant de calculer	☐
J'ai suivi la méthode D.U.C.I.	☐
J'ai comparé mon résultat au cahier des charges	☐
J'ai conclu avec le vocabulaire professionnel	☐