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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.

Pour en savoir plus sur un sujet spécifique, utilisez la navigation ci-dessous.

Qu'est-ce que le titrage ?

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.

Comment effectuer un titrage

Un titrage se compose des quatre étapes suivantes :

  1. Normalisation des réactifs
  2. Préparation de l'échantillon
  3. Le titrage lui-même
  4. Calcul du résultat

Normalisation des réactifs

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».

Préparation de l'échantillon

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.

Le titrage lui-même

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)».

Figure 1. Courbe de titrage de l'hydroxyde de lithium titré avec de l'acide chlorhydrique. Le premier point d'équivalence (EP1) correspond à l'hydroxyde et le second point d'équivalence (EP2) aux impuretés carbonates.

Calcul du résultat

Après le titrage, le résultat est calculé. Les Titrateurs automatiques peuvent calculer eux-mêmes le résultat. Les variables suivantes sont nécessaires pour le calcul :

  • Taille de l'échantillon (poids ou volume de l'échantillon)
  • Concentration du réactif de titrage, généralement en mol/L
  • Titre (facteur de correction pour le titrant)
  • Volume de titrant jusqu'au point final, en ml
  • Facteur stœchiométrique pour la réaction entre l'analyte et le réactif de titrage

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.

Types de titrages

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.

Ici, un acide est titré avec une base, ou vice versa. Le solvant dépend de l'acide ou de la base titré(e) et peut être de l'eau déionisée ou un solvant organique (mélange). Des électrodes de pH sont utilisées pour indiquer le point final.

L'article de blog «NTitrages acide-base non aqueux - Erreurs courantes et comment les éviter» fournit des conseils pratiques et des astuces pour ce type de titrage.

Ce titrage est basé sur une réaction d'oxydoréduction entre l'analyte et le réactif de titrage. Le réactif de titrage est un agent réducteur ou oxydant. Les exemples les plus courants sont l'iodométrie, la permanganométrie et la cérimétrie. Les titrages Karl Fischer entrent également dans la catégorie des titrages redox. Des électrodes métalliques sont utilisées pour indiquer le point final.

Ici, le titrant est un agent chélateur, tel que l'acide éthylène diamine tétraacétique (EDTA). Ce type de titrage est utilisé pour titrer les ions métalliques. Des électrodes sélectives d'ions (ISE) ou des capteurs photométriques sont utilisés pour indiquer le point final.

Pour plus d'informations, lisez notre article de blog sur le titrage photométrique complexométrique.

L'analyte et le titrant forment un sel insoluble dans cette méthode de titrage. L'argentométrie en est un exemple courant. Le titrage des tensioactifs entre également dans cette catégorie. Des électrodes métalliques ou des électrodes sélectives d'ions sont utilisées pour indiquer le point final.

Pour plus d'informations sur le titrage des tensioactifs, lisez l'article de blog «Le monde des tensioactifs sous l'angle du titrage».

Avantages du titrage (automatisé)

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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

Conclusion

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.

Vos connaissances à emporter

Pour en savoir plus sur le titrage, consultez ces ressources supplémentaires :

Monographie :  Aspects pratiques du titrage moderne

Monographie :Titrage Pratique

Webinaires sur le titrage à la demande

Auteur
Meier

Lucia Meier

Technical Editor
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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