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Simulateur de courbe de titrage
En bref : ce simulateur trace le pH en fonction du volume de titrant pour les acides forts, acides faibles, bases faibles et polyacides comme H₃PO₄. Il repère le pH initial, chaque point d'équivalence, les demi-équivalences où pH = pKa et les zones tampon, puis suggère un indicateur. Il est gratuit et fonctionne dans votre navigateur.
Choisissez l'espèce titrée, saisissez sa concentration et son volume ainsi que la concentration du titrant. La courbe se met à jour pendant la saisie. Le panneau de résultats liste les points d'équivalence et de demi-équivalence, et le tableau des indicateurs évalue chaque indicateur courant selon son erreur de fin de titrage. Enregistrez le graphique avec Exporter en PNG ou les données avec Exporter en CSV.
pH à des volumes choisis
Comment la courbe de titrage est calculée
Le simulateur ne passe pas d'une formule à l'autre selon la zone. Il résout une seule équation d'électroneutralité à chaque volume, si bien que la courbe est juste au départ, dans la zone tampon, à chaque équivalence et au-delà :
[H⁺] + [Na⁺] = [OH⁻] + [A⁻] + 2[A²⁻] + 3[A³⁻] + [Cl⁻] Kw = [H⁺][OH⁻] = 1,0 × 10⁻¹⁴
Les raccourcis classiques ci-dessous donnent presque les mêmes valeurs ; ce sont ceux qu'on utilise en examen.
| Zone | Acide faible HA + NaOH | Exemple : 25,00 mL de CH₃COOH à 0,100 M |
|---|---|---|
| Départ (0 mL) | [H⁺] = √(Ka × C) | pH 2.88 |
| Zone tampon | pH = pKa + log(n A⁻ / n HA) | 20,00 mL : pH 5,36 |
| Demi-équivalence | pH = pKa | 12,50 mL : pH 4,76 |
| Équivalence | [OH⁻] = √(Kb × C sel), Kb = Kw / Ka | 25,00 mL : pH 8,73 |
| Après l'équivalence | [OH⁻] = excès de NaOH ÷ volume total | 30,00 mL : pH 11,96 |
pH à l'équivalence selon le type de titrage
| Titrage | pH à l'équivalence | Indicateur adapté |
|---|---|---|
| Acide fort + base forte | 7.00 | Phénolphtaléine, rouge de méthyle, bleu de bromothymol, hélianthine |
| Acide faible + base forte | Supérieur à 7 (8,73 pour l'acide acétique à 0,1 M) | Phénolphtaléine |
| Base faible + acide fort | Inférieur à 7 (5,28 pour l'ammoniac à 0,1 M) | Rouge de méthyle, hélianthine |
| Acide faible + base faible | Proche de 7, pas de saut net | Aucun ; utilisez un pH-mètre |
Zones de virage des indicateurs
| Indicateur | Zone de virage (pH) | Teinte acide | Teinte basique |
|---|---|---|---|
| Hélianthine | 3,1 à 4,4 | Rouge | Jaune |
| Rouge de méthyle | 4,4 à 6,2 | Rouge | Jaune |
| Tournesol | 4,5 à 8,3 | Rouge | Bleu |
| Bleu de bromothymol | 6,0 à 7,6 | Jaune | Bleu |
| Phénolphtaléine | 8,2 à 10,0 | Incolore | Rose |
Le verdict pour chaque indicateur vient de l'erreur de fin de titrage : le volume au milieu de sa zone de virage comparé au vrai volume équivalent. À moins de 0,1 %, c'est excellent ; à moins de 0,5 %, c'est bon. Le tournesol vire trop progressivement pour les titrages.
Exemples résolus
HCl par NaOH
25,00 mL de HCl à 0,100 M, NaOH à 0,100 M. Après 10,00 mL : 2,50 − 1,00 = 1,50 mmol de H⁺ dans 35,00 mL.
[H⁺] = 0,0429 M, pH 1,37. À 25,00 mL, pH 7,00. À 30,00 mL : 0,500 mmol de OH⁻ dans 55,00 mL.
pH 1,37, 7,00 et 11,96
Acide acétique par NaOH
25,00 mL de CH₃COOH à 0,100 M (pKa 4,76), NaOH à 0,100 M.
pH initial 2,88. Demi-équivalence à 12,50 mL, pH 4,76. Équivalence à 25,00 mL : acétate à 0,0500 M.
pH à l'équivalence 8,73 : utilisez la phénolphtaléine
Ammoniac par HCl
25,00 mL de NH₃ à 0,100 M (pKb 4,75), HCl à 0,100 M.
pH initial 11,12. Demi-équivalence à pH 9,25 (pKa de NH₄⁺). Équivalence : NH₄⁺ à 0,0500 M.
pH à l'équivalence 5,28 : utilisez le rouge de méthyle
Acide phosphorique par NaOH
25,00 mL de H₃PO₄ à 0,100 M, NaOH à 0,100 M. Sauts à 25,00 et 50,00 mL.
pH à 37,50 mL = pKa₂ = 7,20. La troisième acidité (pKa₃ 12,38) ne donne aucun saut.
pH aux équivalences 4,70 et 9,67
Carbonate de sodium par HCl
25,00 mL de Na₂CO₃ à 0,0500 M, HCl à 0,100 M.
CO₃²⁻ → HCO₃⁻ à 12,50 mL, puis HCO₃⁻ → H₂CO₃ à 25,00 mL.
pH 8,34 puis 3,98 : hélianthine pour la seconde
Acide oxalique par NaOH
25,00 mL de H₂C₂O₄ à 0,100 M (pKa 1,25 et 4,27), NaOH à 0,100 M.
Les pKa sont trop proches et trop bas pour un premier saut. Les deux protons sont titrés ensemble.
Un seul point de fin net à 50,00 mL, pH 8,40
Erreurs courantes
- Supposer pH 7 à chaque équivalence. Seul le titrage d'un acide fort par une base forte donne pH 7,00.
- Oublier le volume total. Les concentrations après mélange utilisent le volume titré plus le volume de titrant.
- Utiliser Henderson-Hasselbalch à 0 mL ou à l'équivalence. La relation ne vaut que si HA et A⁻ sont tous deux présents en quantités notables.
- Choisir l'indicateur d'après « pH 7 ». Choisissez un indicateur dont la zone de virage tombe sur la partie raide de votre courbe.
- Compter chaque proton comme un saut visible. Un proton de pKa supérieur à environ 11, ou deux pKa distants de moins d'environ 3 unités, ne donnent pas de saut distinct.
- Confondre mL et L. Moles = mol/L × volume en L. Utiliser directement les mL donne des millimoles, ce qui convient si vous restez cohérent.
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Ouvrir l'éditeur MolDrawQuestions fréquentes
Pourquoi le pH à l'équivalence n'est-il pas toujours 7 ?
À l'équivalence, le bécher contient le sel issu de l'acide et de la base. Pour un acide fort et une base forte, le sel est neutre, donc pH = 7,00. Un acide faible donne une base conjuguée basique (l'acétate à 0,050 M donne pH 8,73). Une base faible donne un acide conjugué acide (NH4+ à 0,050 M donne pH 5,28).
Quel est le pH à la demi-équivalence ?
La moitié de l'acide faible a été transformée en sa base conjuguée, donc [HA] = [A−] et pH = pKa. Pour l'acide acétique, cela donne pH 4,76. La valeur exacte diffère légèrement quand l'acide est assez fort ou très dilué, ce que montre le simulateur.
Quel indicateur utiliser pour le titrage d'un acide faible par une base forte ?
La phénolphtaléine. Son virage (pH 8,2 à 10,0) se situe sur la partie raide de la courbe, près du pH d'équivalence d'environ 8,7. L'hélianthine vire beaucoup trop tôt et donne une grande erreur.
Combien de points d'équivalence présente l'acide phosphorique ?
Deux nets. Avec H3PO4 à 0,100 M et NaOH à 0,100 M, ils apparaissent vers pH 4,7 et pH 9,7. Le troisième proton a un pKa de 12,38 : la troisième équivalence ne donne aucun saut visible dans l'eau.
Quelle est la différence entre point d'équivalence et point de fin de titrage ?
Le point d'équivalence est atteint quand la quantité de titrant correspond exactement à celle de l'espèce titrée. Le point de fin de titrage est celui où l'indicateur change de couleur. Un bon indicateur place la fin de titrage à une fraction de pour cent de l'équivalence.
Comment calculer le pH avant l'équivalence pour un acide faible ?
Calculez la quantité de HA restante et la quantité de A− formée, puis utilisez pH = pKa + log(n A− / n HA). Pour 25,00 mL d'acide acétique à 0,100 M après ajout de 20,00 mL de NaOH à 0,100 M : pH = 4,76 + log(2,00 / 0,50) = 5,36.
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