Techniques d’analyses
biologiques
Faculté des sciences de la Nature et Vie
Chapitre 2
Méthodes chimiques et physico-
chimiques d’analyses
Volumétrie
Partie 1
Méthodes chimiques d’analyses
Introduction Gravimétrie
L'analyse quantitative permet de déterminer la concentration des différents
éléments, ou composés, recherchés. En chimie analytique, c'est la mesure des
quantités d'éléments, ou de composés, présents dans un volume.
Elle est en cela complémentaire de l'analyse qualitative où l'on cherche
uniquement à déterminer si tel ou tel élément, ou composé, est ou non
présent. Parmi les méthodes quantitatives: la méthode gravimétrique et
volumétrique.
Introduction
Procédés d’analyse quantitative
Outre les méthodes instrumental d’analyse, il existe quatre
grands procédés d’analyse quantitative ou de dosage, le
sont :
- La gravimétrie ( ou analyse pondérale )
- La titrimétrie ( ou analyse volumétrique)
- La gazométrie
- La colorimétrie
N.B : Nous allons focaliser notre étude sur la titrimétrie (
volumétrie ).
Gravimétrie
Définition:
Le dosage gravimétrique ou Analyse gravimétrique est une méthode d'analyse
qui utilise la masse.
Elle peut permettre de trouver soit la nature d'un composé (par la quantité de
l'un de ses ions), soit la quantité d'une substance dans un mélange.
Principe:
Le principe est de faire réagir chimiquement l'ion, l'élément ou le composé
dont on veut connaître la teneur dans l'échantillon. Selon le cas, ce peut être la
masse du produit ou la différence de masse de l'échantillon qui, après calculs,
permettront de déterminer la teneur ou la nature du produit.
Les dosages gravimétriques utilisent deux types de méthode :
- Méthodes par précipitation
- Méthodes par volatilisation
Gravimétrie
La gravimétrie par volatilisation permet de séparer les composants d'un
mélange par chauffage ou par décomposition chimique de l'échantillon.
Cela permet de séparer n'importe quel composé volatil.
Soit le produit volatil est recueilli et analysé, soit la perte de masse de
l'échantillon est déterminée.
La gravimétrie par précipitation permet de séparer plusieurs composants d'une
solution par précipitation, c'est-à-dire en intégrant cette solution à un solide.
L'analyte change alors d'état puisque il se trouve d'abord en solution puis
réagit pour former un précipité solide. Le solide est séparé des composants
liquides par filtration.
La masse de solide formé permet de calculer la quantité ou la concentration
de composés ioniques en solution.
Gravimétrie
Les étapes des techniques gravimétriques
Les étapes de ces dosages sont assez simples. Elles sont toujours articulées autour
de ces trois actions fondamentales :
- peser l'échantillon ;
- utiliser une méthode physico-chimique (précipitation, volatilisation)
- peser les produits.
Dans le cas des dosages par précipitation, on aura :
- peser l'échantillon ;
- dissoudre dans un solvant approprié ;
- précipiter la solution à doser ;
- laver le précipité après filtration, ensuite le sécher et le peser ;
- calculer la quantité de l’élément dosé dans le précipité.
Gravimétrie
Dans le cas des dosages par volatilisation, on aura :
- peser l'échantillon ;
- chauffer à température appropriée ;
- récupérer le produit volatil et le peser ;
-calculer la quantité de l’élément.
Exemples:
Influence de la température sur la masse du précipité
- Les courbes (a) et (b) indiquant une précipitation où
L’effet de la température est limité à la déshydratation
- La courbe (c) indique une volatilisation où l’influence
de la température n’est pas limitée au séchage mais à
Une dégradation ( décomposition ) de la matière
a
b
c
Volumétrie
Définitions
Le terme « analyse titrimétrique » se rapporte à l’analyse chimique
quantitative basée sur la détermination du volume d’une solution de
concentration connue avec précision qui est nécessaire pour réagir
quantitativement avec un volume donné d’une solution de substance
analysée (analyte).
On considère que ce terme exprime beaucoup mieux le processus de titrage
et que l’on risque de confondre « analyse volumétrique » et « mesures de
volumes ». Le réactif de concentration connue est appelé « substance titrante
» et la substance que l’on titre est la « substance titrée ».
Caractéristiques des solutions (titrant) étalon :
-Etre assez stable pour qu’il soit inutile de réévaluer sa concentration ;
-Réagir rapidement avec l’analyte afin de minimiser les durées d’attente
entre les addition successives de réactif ;
- Réagir de manière quasi-complète avec l’analyte afin d’obtenir des
points de fin de titrage corrects ;
-Réagir sélectivement avec l’analyte.
Volumétrie
Processus de dosage volumétrique
Une solution de titre ( concentration) connu avec précision est appelée solution
étalon ou titrant.
Un titrage s’effectue en ajoutant lentement une solution étalon à une solution de
l’analyte à l’aide d’un long tube gradué appelé burette jusqu’à ce qu’on
estime que la réaction entre les deux solutions est complète.
Le volume de réactif nécessaire pour effectuer le titrage est déterminé par
la différence entre les valeurs du volume initial et du volume final.
La quantité versée de la burette (solution étalon ou titrant )
de concentration CB et de volume VB,eq permis de transformer
la totalité de la solution initialement (solution de l’analyte)
de concentration CA et de volume VSprésent dans le
bécher: c’est le point d’équivalence
Volumétrie
Détermination de Veq:
La détermination de Veq est simple si le contenu du bécher change de
couleur au point d’équivalence.
-C’est ce que l’on observe parfois lorsque A, B et C sont de couleur différente
Plus fréquemment, l’équivalence sera repérée par divers moyens
- Indicateurs colorés : molécules qui changent de couleur au point
d’équivalence
-pH-mètre,
Volumétrie
a. Titrage acido-basique: Cette classe comprend les titrages de bases fortes
ou faibles à l’aide d’un acide étalon (acidimétrie), ainsi que les titrages d’acides
forts ou faibles avec une base étalon (alcalimétrie).
b. Titrage complexométrique
C’est le titrage basé sur la formation de complexe. Un complexe est un
polyatomique constitué d’un atome ou d’un cation central (Cu2+, Fe, Fe2+,
Fe3+, Ni, Ni2+, Ca2+, Mg2+..etc.) auquel sont liés des molécules ou des ions appelés
ligands.
L’ion éthylènediaminetétraacétate (E.D.T.A.), est un ligand hexadentate très
important et le plus utilisé. Il est utilisé en pour doser par exemple les cations Ca2+,
Mg2+.
c. Titrage par précipitation
Il repose sur la combinaison d’ions sous forme d’un précipité simple.
Classification des analyses titrimétrique
d. Titrage d’oxydoréduction: sont toutes les réactions impliquant des
Changements de nombre d’oxydation ou des transferts d’électrons entre les
substances. Les solutions étalons sont des solutions soit d’agents oxydants soit
d’agents réducteurs.
