Le titrage est l'une des plus anciennes méthodes d'analyse et est utilisé dans diverses industries. Par exemple, il est utilisé pour analyser l'eau potable ou déterminer la teneur en métaux des matériaux de batteries. Cet article de blog couvre le principe du titrage, son processus et présente les différents types de titrage.
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Les titrages sont utilisés pour déterminer la concentration d'un analyte dans une solution d'échantillon. Pour ce faire, une solution standard de concentration connue, appelée réactif de titrage, est ajoutée à l'échantillon. Le réactif de titrage et l'analyte réagissent de manière stœchiométrique. La concentration de l'analyte est calculée en utilisant la quantité de réactif de titrage, sa concentration et la taille de l'échantillon. Le tableau 1 énumère quelques termes courants relatifs au titrage.
Tableau 1. Termes courants utilisés dans le titrage (classés par ordre alphabétique) et leurs définitions.
Termes |
Définition |
Analyte |
La substance de l'intérêt pour laquelle le montant doit être déterminé |
Point final |
Le point auquel le titrage est terminé. Un changement de couleur ou un autre indicateur (par exemple, la valeur du pH) signale le point final. Il doit être aussi proche que possible du point d'équivalence. |
Point d'équivalence |
Volume auquel la réaction entre le réactif de titrage et l'analyte est terminée. |
Indicateur |
Substance utilisée pour indiquer le point final d'un titrage. Historiquement, il s'agit d'indicateurs colorés. Aujourd'hui, des électrodes ou d'autres capteurs ont remplacé les indicateurs colorés. |
Norme primaire |
Un étalon primaire est une substance certifiée, très pure et stable. Il est utilisé pour déterminer la concentration exacte du réactif de titrage. |
Normalisation |
Le processus de détermination de la concentration exacte du réactif titrant. Pour en savoir plus sur ce processus, consultez l'article de blog «Éléments à prendre en compte lors de la standardisation des réactifs de titrage». |
Solution standard |
Autre terme utilisé pour le titrant. |
Titrant |
Une solution de concentration connue utilisée pour déterminer la concentration de l'analyte. |
Courbe de titrage |
La courbe obtenue en traçant le volume de titrant utilisé en fonction du signal d'une électrode ou d'un capteur. |
Équation de titrage |
Formule utilisée pour calculer la concentration de l'analyte. L'équation dépend du type d'échantillon (liquide ou solide), de la stœchiométrie et de l'unité souhaitée pour le résultat. |
Tout d'abord, le réactif de titrage doit être normalisé. Cette étape permet d'obtenir la concentration exacte de la solution titrante et d'accroître la précision du résultat. Pour en savoir plus sur ce processus, consultez l'article de blog «Eléments à prendre en compte lors de la standardisation des réactifs de titrage».
Pour le titrage, les échantillons doivent être en solution. Par conséquent, les échantillons solides sont dissous ou prétraités pour libérer l'analyte (par exemple, par digestion, extraction ou calcination).
Il est parfois nécessaire d'ajouter des solutions auxiliaires. Par exemple, les titrages redox doivent souvent être effectués à une valeur de pH spécifique. Les titrages indirects nécessitent toujours une solution auxiliaire, car l'analyte doit être converti en une forme réactive. Cette forme réactive sera ensuite titrée.
Pour les titrages rétrospectifs (ou titrages résiduels), un excès de réactif est d'abord ajouté. Ce réactif réagit avec l'analyte et son excès est ensuite titré. Lire l'article de blog «Ce qu'il faut prendre en compte lors de la rétro-titration» pour en savoir plus sur ce type de titrage.
Pendant le titrage, il est important de remuer l'échantillon. Cela permet de s'assurer que le réactif de titrage et l'analyte sont bien mélangés. Le réactif de titrage est ajouté à l'échantillon jusqu'à ce que le point final soit atteint. Les titrages manuels utilisent des indicateurs de couleur pour déterminer le point final.
Les autotitrateurs modernes utilisent des électrodes ou d'autres capteurs pour détecter le point d'équivalence. Le volume du réactif de titrage est tracé en fonction du signal mesuré pour obtenir une courbe de titrage. La figure 1 montre la courbe d'un titrage acide-base avec des impuretés de carbonate.
Pour en savoir plus sur les différentes façons d'évaluer le point final, lisez notre article de blog «Reconnaissance des critères d'évaluation (EP)».
Après le titrage, le résultat est calculé. Les Titrateurs automatiques peuvent calculer eux-mêmes le résultat. Les variables suivantes sont nécessaires pour le calcul :
À partir de ces variables, la concentration de l'analyte peut être calculée comme suit :
La formule peut varier en fonction de l'unité du résultat. Elle est également différente pour les rétro-titrages. L'article de blog «Ce qu'il faut prendre en compte lors de la rétro-titration» décrit ce calcul.
Les titrages peuvent être classés de différentes manières. L'une d'entre elles est la méthode de détection des points finaux, mais ils sont le plus souvent classés en fonction de la réaction chimique utilisée.
Le titrage est une méthode bien établie et de nombreuses normes, telles que ISO, ASTM et USP, le stipulent comme méthode d'analyse. Ses coûts d'acquisition et de fonctionnement sont moins élevés que ceux de méthodes plus sophistiquées telles que l'HPLC ou l'ICP-MS. De plus, le titrage étant une méthode absolue, aucun étalonnage n'est nécessaire.
Le titrage automatisé offre également plusieurs avantages par rapport à la méthode manuelle. Le tableau 2 résume certaines des principales différences. Vous trouverez encore plus d'informations dans notre article de blog «Pourquoi vos résultats de titrage ne sont pas reproductibles : Les principales sources d'erreur dans le titrage manuel».
Si vous envisagez de passer d'un titrage manuel à un titrage automatisé, consultez notre blog "«Comment passer du titrage manuel à l'autotitration".
Tableau 2. Comparaison des principales différences entre le titrage manuel et le titrage automatique.
Paramètres |
Titrage manuel |
Titrage automatique |
Ajout de titrant |
Manuellement |
Automatique avec burette à piston |
Précision du dosage |
0.1 mL |
25 µL |
Contrôle |
Manuellement par l'opérateur |
Intégré au système ou au logiciel |
Calcul |
Manuellement par l'opérateur |
Intégré au système ou au logiciel |
Traçabilité des données |
Non |
Oui |
Possibilité d'automatisation |
Non |
Oui |
Le titrage est l'une des plus anciennes méthodes d'analyse. C'est pourquoi elle est bien établie dans diverses industries.
Il peut être classé en fonction de la réaction chimique.
L'automatisation du processus de titrage à l'aide d'un autotitrateur offre des avantages supplémentaires par rapport à la méthode manuelle, comme la traçabilité et les calculs automatisés.
Pour en savoir plus sur le titrage, consultez ces ressources supplémentaires :
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