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La relation à l'équivalence

Exploiter la relation stœchiométrique entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence. Calculer une concentration inconnue à partir du volume équivalent.

Duree estimee : 15 min

Comprendre l'équivalence

Imagine une soirée dansante où l'on veut former des couples. L'équivalence, c'est le moment exact où il y a autant de cavaliers que de cavalières sur la piste : tout le monde a un partenaire, personne ne reste seul.

Schéma 2D éducatif simple sur fond blanc : burette graduée verticale (réactif titrant) au-dessus d'un erlenmeyer (réactif titré). Une légende claire identifie les deux contenants.
En chimie, l'équivalence concerne le réactif titré (dans le bécher) et le réactif titrant (versé par la burette).

La définition officielle à connaître : l'équivalence est l'état du système chimique où les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques.

À l'équivalence, le réactif titré et le réactif titrant sont tous les deux totalement consommés.

L'équivalence marque un changement de réactif limitant. Avant l'équivalence, le réactif titrant est limitant (il est consommé dès qu'il tombe). Après l'équivalence, le réactif titré a disparu : c'est lui qui devient le réactif limitant.

La relation mathématique

Pour exploiter ce moment, on utilise l'équation de la réaction : donne des produits. est le réactif titré et le réactif titrant. '' et '' sont les coefficients stœchiométriques.

La relation est : .

Ici, est la quantité de matière présente dans le bécher au début. est la quantité de matière de titrant versée précisément jusqu'à atteindre l'équivalence.

N'oublie jamais les coefficients '' et '' ! Si l'équation est , la relation devient . Les oublier rendra ton calcul de concentration faux.

Calculer la concentration inconnue

L'objectif principal est souvent de trouver la concentration inconnue () de la solution titrée. On connaît le volume prélevé (), la concentration du titrant () et on mesure le volume équivalent ().

On remplace les quantités de matière par . La relation devient : . Il suffit ensuite d'isoler .

Exemple : On titre 10 mL d'acide () par une base () de concentration 0,1 mol/L. L'équation est . L'équivalence est obtenue pour .

Comme les coefficients sont égaux à , on a . Donc .

Si et sont tous les deux en mL, tu n'as pas besoin de les convertir en Litres. Leurs unités s'annulent lors de la division. Cela te fait gagner du temps !
Méthode : écris l'équation, pose la relation à l'équivalence avec les coefficients, remplace par et calcule l'inconnue.

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