Quel est le point d'équivalence?
Le point d'équivalence est le point d'un titrage chimique - processus de détermination de la concentration d'une substance dissoute par une réaction induite - à laquelle la quantité de substance titrée est juste assez grande pour réagir pleinement avec l'échantillon. Il est aussi parfois appelé le point stœchiométrique. Le point d'équivalence peut être déterminé de différentes manières à l'aide de signes tels que les indicateurs de pH, le changement de couleur, la conductivité ou les précipitations. La concentration d'un réactif donné peut être déduite en titrant une substance connue dans l'échantillon de réactif et en déterminant le point d'équivalence de la réaction.
Dans la configuration de titrage, une longue pièce de verre cylindrique appelée burette est remplie jusqu’à une marque étalonnée avec un volume spécifique du titrant ou de la solution à titrer. Un volume spécifique de l'analyte ou de la solution dans laquelle le titrant s'égouttera est défini ci-dessous. La concentration du réactif est connue, alors que la concentration de l'analyte est inconnue. Graduellement, la burette est vidée dans la solution d’analyte jusqu’à ce que le changement attendu dans l’analyte se produise, signalant le point d’équivalence. Au point d'équivalence, la quantité de titrant ajoutée a complètement réagi avec le réactif dans l'analyte, et la concentration de la solution d'analyte peut maintenant être déterminée.
Dans les titrages acide-base, où un acide est titré en une base ou inversement, un composé indicateur de pH est souvent ajouté à la solution d'analyte afin que le point d'équivalence puisse être déterminé visuellement. La phénolphtaléine est un indicateur de pH couramment utilisé qui est incolore à bas pH mais devient rose vif à pH élevé. Le point d'équivalence d'un titrage acide-base impliquant de la phénolphtaléine serait signalé par un changement rapide de couleur en rose. Différents indicateurs de pH sont utilisés pour indiquer les changements dans les différentes plages de pH, selon les besoins.
Parfois, la couleur de l'analyte changera pendant le titrage sans utiliser d'indicateur. Les points d'équivalence des réactions d'oxydoréduction (rédox) peuvent être déterminés de cette façon, car les états d'oxydation du produit et du réactif produisent des couleurs différentes. Il est également possible que la réaction de titrage provoque la formation d'un précipité ou d'un solide. La précipitation peut donc être utilisée comme indicateur de point d'équivalence, bien que le point exact de précipitation puisse être difficile à déterminer.
D'autres méthodes pouvant être utilisées pour déterminer le point d'équivalence incluent la mesure de la conductivité de la solution, la mesure directe du pH au moyen d'un pH-mètre et la mesure du taux de variation de la température. Ce dernier processus est appelé titrimétrie thermométrique. La titrimétrie thermométrique utilise le fait que la réaction chimique entre le titrant et l'analyte sera soit exothermique - dégageant de la chaleur - soit endothermique - absorbant de la chaleur. Selon la nature de la réaction, la température augmentera ou diminuera. Le taux de pointe du changement de température dans la réaction est le point d'équivalence.