Le titrage fait par spectroscopie infrarouge (IR) en utilisant la technique de la réflexion totale atténuée (Attenuated total reflexion, ATR) des solutions aqueuses de l'acide sulfurique H 2 SO 4 est effectué pour des pH variant entre 0 et 14 dans la gamme de concentrations 1,89 à 0,01 M. La soustraction du spectre de l'eau dans les spectres des solutions est faite en tenant compte de l'eau acide, neutre et basique qui ont des spectres différents. Les spectres résultants sont les spectres de mélanges des espèces ioniques HSO 4 − et SO 4 2 − . Pour chaque concentration, l'analyse par facteurs (AF), donne le spectre des espèces ioniques pures et les facteurs multiplicatifs (FM) dont on tire la distribution des espèces en fonction du pH. Cette distribution est semblable à celle qui est obtenue à partir des équations d'équilibre. La mesure IR permet d'obtenir directement le rapport des coefficients d'activité des ions HSO 4 − et SO 4 2 − . Ce rapport varie essentiellement avec la concentration des ions sans dépendre de leur concentration relative. L'ajustement des courbes de titrage volumétrique expérimental et théorique dans les régions à haut et à bas pH a permis de déterminer les coefficients moyens d'activité des autres espèces présentes en solution. Les valeurs obtenues sont similaires à celles obtenues par mesures électrochimiques. Ceci montre que la spectroscopie IR peut-être utilisée pour étudier des solutions aqueuses d'acides inorganiques allant de concentrations faibles aux concentrations élevées.
Abstract:The titration of sulphuric acid by infrared spectroscopy using the attenuated total reflection (ATR) technique was made in the 0 to 14 pH range for solutions ranging from 1.89 to 0.01 M. The subtraction of the water spectrum was made using acidic, neutral, and basic waters which exhibit different spectra. The results gave the spectra of mixtures of the HSO 4 − and SO 4 2 − ionic species in solutions. For each concentration, factor analysis (FA) sorted the spectra of the pure ionic species and gave through the multiplying factors (MF) the distribution of the species as a function of pH. This distribution is the same as that obtained from the equilibrium equations. The IR measurements gave directly the ratios of the activity coefficients of HSO 4 − and SO 4 2 − ions. This ratio varies with the total concentration of both ions but is independent of the relative concentration. The fitting of the experimental and theoretical volumetric titration curves in the high and low pH regions gave the mean activity coefficients of the other species present in the solutions. The values obtained are comparable to those obtained by electrochemical measurements. These results show that it is possible to use IR spectroscopy to study aqueous solutions of inorganic acids from low to high concentrations.