L’objectif est de déterminer, avec la plus grande précision possible, la concentration d’une espèce chimique dissoute en solution à partir de solutions étalons à des concentrations connues.
I Principe
Le dosage par étalonnage repose sur l’utilisation de solutions (appelées solutions étalons) qui contiennent l’espèce chimique à doser à différentes concentrations connues. Elles sont préparées par dilution à partir d’une solution mère de concentration connue.
La concentration de l’espèce chimique à doser influe sur une grandeur physique mesurable comme la masse volumique, l’indice optique, etc.
On compare ensuite la grandeur physique mesurée pour l’échantillon à celles des solutions étalons afin de déterminer la concentration de l’échantillon.
II Comparaison à une échelle de teintes
Une échelle de teintes est réalisée avec des solutions contenant une espèce colorée à des concentrations connues. On compare, dans des conditions identiques d’observation, la teinte de la solution inconnue avec celles de l’échelle de teintes.
Exemple : La concentration de la solution à doser Ci ci-contre a une couleur intermédiaire entre les solutions C2 et C3 d’où 0,25 g · L−1 < Ci < 0,5 g · L−1.
III Exploitation d’une courbe d’étalonnage
On mesure une grandeur physique pour chaque solution fille et on trace le graphe G = f(C) appelé courbe d’étalonnage. On mesure la grandeur physique pour la solution de concentration inconnue et on en déduit graphiquement cette concentration Ci.
Repère À noter
Si la courbe d’étalonnage conduit à une droite passant par l’origine, les deux grandeurs C et G sont proportionnelles.
MéthodeDéterminer la concentration d’une solution inconnue
• On prépare une échelle de teintes en réalisant 5 solutions étalons S1 à S5 par dilution d’une solution de permanganate de potassium. Dans les mêmes conditions, la teinte de la solution inconnue S en permanganate de potassium est comprise entre S3 et S4.
• L’absorbance est une grandeur physique proportionnelle à la concentration de l’espèce colorée. On mesure l’absorbance pour chaque solution étalon et on trace le graphe A = f(C). L’absorbance de la solution S est AS = 0,44.
a. Évaluer la concentration de S à partir de l’échelle de teintes.
b. Déterminer précisément la concentration de la solution S. Les résultats des deux dosages sont-ils concordants ?
Repère Conseils
b.Exploitez la courbe d’étalonnage.
Solution
a. La solution S a une concentration comprise entre 1,0 × 10−1 g · L–1 et 5,0 × 10–2 g · L–1 puisqu’elle a une couleur intermédiaire entre les solutions S3 et S4.
b. AS = 0,44 : on reporte cette valeur sur la droite d’étalonnage. On lit : CS = 0,08 g · L–1= 8,0 × 10−2 g · L–1. La concentration CS est comprise entre la concentration de S3 et S4 ; les résultats concordent.
