Titrage d’un acide faible : pK_a à demi-équivalence
Acide faible + base forte. Repérez V_eq d’après le saut de pH, puis relevez le pH à V_b = V_eq/2. Ce pH est pK_a.
Objectif
Déterminer pK_a d’après l’équation de Henderson–Hasselbalch : à la demi-équivalence [A⁻]=[HA], donc pH = pK_a.
Matériel
- Burette (C_b connu)
- Erlenmeyer (V_a connu, HA inconnue)
- pH-mètre
- Indicateur universel
Expérience
Théorie
Pour un acide faible monoprotonique titré par une base forte, dans la zone tampon, pH = pK_a + log₁₀([A⁻]/[HA]). À mi-chemin de l’équivalence, la moitié de l’acide est neutralisée : le rapport vaut 1 et pH = pK_a. L’équivalence elle-même est basique (hydrolyse de la base conjuguée) — on n’y lit pas pK_a. Le banc n’affiche ni pK_a, ni V_eq, ni d’indication Henderson.
Mode opératoire
- La prise d’essai V_a et C_b de la base sont fixes et connues. La concentration de l’acide et pK_a sont cachés. Ne faites varier que V_b à la burette.
- Suivez le pH-mètre et l’indicateur. Repérez le saut (équivalence), notez ce V_eq, puis réglez V_b = V_eq/2.
- Notez. La ligne conserve V_b et le pH. Un léger bruit du pH-mètre s’ajoute. Le banc ne marque pas la demi-équivalence.
- Recommencez la lecture à la demi-équivalence au moins 6 fois (vous pouvez rechercher le saut).
- Prenez la moyenne de la colonne pH et comparez au pK_a de référence. Formulez la conclusion.
Conclusion
Le pH moyen à la demi-équivalence s’accorde avec le pK_a caché. Sources d’erreur : repérage visuel de V_eq, bruit du pH-mètre et idéalisation du tampon de Henderson–Hasselbalch.