TP Chimie. N° 08 |
Titrage conductimétrique. Enoncé. |
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Connaître
le principe du dosage.
-
Déterminer la
concentration d’une solution d’acide chlorhydrique. - Déterminer la concentration molaire
-
Puis le pourcentage massique en hydroxyde de
sodium d’un produit pour déboucher les canalisations. |
II - Titrage d'une solution d'acide chlorhydrique par conductimétrie. |
- Le but du titrage ou d’un dosage est de déterminer la concentration molaire d’une espèce chimique M présente dans un volume donné et précis d’une solution.
- L’outil de détermination de cette quantité de matière est la réaction chimique :
- C’est la réaction de dosage.
- Cette réaction doit être rapide, totale, spécifique et unique.
- De plus cette transformation doit présenter une caractéristique physique variant au cours du dosage et facilement mesurable, ceci afin de suivre l’évolution du système.
II- Titrage de la solution d’acide chlorhydrique par conductimétrie.
- La solution aqueuse SA d’acide chlorhydrique utilisée est de concentration CA inconnue.
- Le but est de la titrer à l’aide d’une solution aqueuse SB d’hydroxyde de sodium.
- Des volumes de solution aqueuse SB d’hydroxyde de sodium (base) sont ajoutés progressivement dans un volume donné VA de solution aqueuse SA d’acide chlorhydrique.
- On effectue après chaque ajout une mesure de conductance.
Remplir une burette graduée (25 mL) avec une solution aqueuse
SB
d’hydroxyde de sodium de concentration molaire
-
CB
= 5,00
× 10– 2
mol / L,
en prenant le soin de respecter le protocole décrit par le professeur (rinçage,
bulle d’air, niveau,…)
- Avec une pipette jaugée, munie de sa propipette, prélever un volume VA = 20,0 mL de solution aqueuse SA d’acide chlorhydrique à titrer.
- Les verser dans un bécher de 100 mL.
- Plonger la cellule conductimétrique et ajouter de l’eau distillée afin d’immerger les électrodes.
- Ajouter 3 gouttes de B.B.T.
- Réaliser le montage électrique permettant de mesurer la conductance G de la solution.
- Placer le bécher sur l’agitateur magnétique et la burette au-dessus du bécher, de façon à ce que la solution qu’elle contient puisse s’écouler dans le bécher sans obstacle.
- Noter la couleur de la solution après chaque ajout.
- Faire un schéma légendé du montage en indiquant les volumes et les concentrations connus.
- Régler la fréquence du générateur sur 500 Hz, sélectionner le signal sinusoïdal et régler la valeur de la tension U = 1,00 V,
- Mesurer la valeur de l’intensité I du courant dans le circuit.
En déduire la valeur de la conductance
G0
de la solution SA
d’acide chlorhydrique avant addition de la solution
SB
d’hydroxyde de sodium.
Faire un schéma du montage.
Ajouter un volume
V1
= 1,0 mL de solution SB
d’hydroxyde de sodium dans le bécher. Mesurer
U
et I.
Déterminer la valeur de la conductance
G1.
Noter la couleur de la solution.
Quels sont les ions présents dans le bécher avant addition de
la solution d’hydroxyde de sodium (soude) ?
Quels sont les ions présents dans le bécher après addition de
soude ? Y a-t-il eu une transformation chimique ?
Si oui, quelle est l’équation bilan associée ? De quel
type de réaction s’agit-il ?
Comment interpréter le fait que la conductance
G1 soit
plus faible que la conductance G0 ?
Ajouter successivement des volumes de solution de soude égaux
à 1,0 mL jusqu’à ce que le volume total ajouté soit
V
= 17 mL.
- Après chaque ajout de solution de soude, déterminer la valeur de la conductance G de la solution, noter sa couleur et indiquer le réactif limitant.
Reporter les résultats dans un tableau en notant
V
(OH–)
le volume total de soude versée.
Tracer sur une feuille de papier millimétré le graphe des variations
de G
en fonction de V (OH–).
Décrire la courbe obtenue.
- Le graphe fait apparaître un point singulier, dont l’abscisse est notée Veq. Quelle est la valeur de Veq ?
Pour quel volume approximatif de soude versée y a-t-il eu
changement de couleur de la solution ?
ʘ - L’équivalence dans un titrage correspond au changement de réactif limitant. - A l’équivalence, il n’y pas de réactif limitant :
tous les réactifs ont réagi.
ʘ A l’équivalence, les réactifs ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques
définies par les coefficients de la réaction. |
Calculer la quantité de matière
neq
(OH–
) des ions hydroxyde
versé à l’équivalence.
Sachant qu’à l’équivalence, tous les ions hydroxyde
OH–
(aq) introduits dans le bécher ont réagi avec tous les ions oxonium
H3O+
(aq), initialement
présents dans le bécher,
- déterminer la quantité de matière ni (H3O+) des ions oxonium initialement présents dans le bécher.
En déduire la valeur
de la concentration CA de
la solution aqueuse SA d’acide chlorhydrique utilisée.
Faire un tableau d’avancement pour
VB =
5,0 mL, VB =
Veq
et VB = 25
mL.
III- Titrage d’un produit ménager.
- L’objectif de ce titrage est de vérifier les indications portées sur l’emballage du produit ménager.
a)- Préparation :
|
· Relever les indications portées sur la bouteille et lire les consignes de sécurité. Le fabricant donne le pourcentage massique, le noter sur la feuille. · La solution commerciale S est trop concentrée, il faut la diluer 50 fois. On dispose d’une solution S1 obtenue après avoir dilué 10 fois la solution commerciale S. Il faut effectuer une autre dilution sur la solution S1. · Indiquer le mode opératoire de la dilution à faire pour préparer un volume V = 250 mL de la solution finale S2. |
b)- Dosage :
- On remplit une burette graduée (25 mL) avec une solution aqueuse SA d’acide chlorhydrique de concentration molaire CA = 1,00 × 10– 1 mol / L.
- Avec une pipette munie de sa propipette, on prélève un volume V2 = 10,0 mL de solution S2.
- On les verse dans un bécher propre, puis on plonge la cellule conductimétrique.
- On ajoute de l’eau distillée afin d’immerger les électrodes,
3 gouttes de B.B.T et un barreau
aimanté.
- On réalise le montage électrique permettant de mesurer la conductance G de la solution.
- On ajoute successivement des volumes de solution SA d’acide chlorhydrique égaux à 1,0 mL jusqu’à ce que le volume total ajouté soit V = 25 mL.
- Après chaque ajout, on détermine la valeur de la conductance G de la solution.
- On donne le tableau de valeurs :
VA
(mL) |
0,00 |
1,00 |
2,00 |
3,00 |
4,00 |
5,00 |
6,00 |
7,00 |
8,00 |
9,00 |
10,0 |
11,0 |
G
(mS) |
5,12 |
4,90 |
4,62 |
4,40 |
4,14 |
3,98 |
3,79 |
3,54 |
3,36 |
3,20 |
2,98 |
2,78 |
Couleur |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
B |
VA
(mL) |
12,0 |
13,0 |
14,0 |
15,0 |
16,0 |
17,0 |
18,0 |
19,0 |
20,0 |
21,0 |
22,0 |
25,0 |
G
(mS) |
2,57 |
2,53 |
3,08 |
3,78 |
4,38 |
4,92 |
5,48 |
5,95 |
6,57 |
6,85 |
7,41 |
8,48 |
Couleur |
B |
B |
J |
J |
J |
J |
J |
J |
J |
J |
J |
J |
Faire le schéma du montage réalisé
Écrire l’équation bilan de la réaction de titrage.
Tracer sur une feuille de papier millimétré le graphe des variations
de G
= f
{V
(H3O+)}.
Déterminer sur le graphique le point d’équivalence et donner
ses coordonnées.
Établir l’expression littérale de la concentration
C2 de
la solution S2.
Puis celle C
de la solution commerciale S. Calculer la
valeur de C.
Le produit commercial a une densité
d
= 1,23. Rappeler la définition de la densité d
d’un liquide.
- Comment faire pour déterminer facilement la valeur de la densité d d’une solution au laboratoire ?
Exprimer, puis calculer le pourcentage massique
P
en hydroxyde de sodium de la solution du produit commercial.
- Comparer avec la valeur relevée sur la bouteille et conclure.
Faire un tableau d’avancement pour
VA =
5,0 mL, VA =
Veq
et VA = 20
mL