Correction

I- Principe du titrage.

-  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 S_A d’acide chlorhydrique utilisée est de concentration C_A inconnue.

-  Le but est de la titrer à l’aide d’une solution aqueuse S_B d’hydroxyde de sodium.

-  Des volumes de solution aqueuse S_B d’hydroxyde de sodium (base) sont ajoutés progressivement dans un volume donné V_A de solution aqueuse S_A d’acide chlorhydrique.

-  On effectue après chaque ajout une mesure de conductance.

1)- Le montage :

Remplir une burette graduée (25 mL) avec une solution aqueuse S_B d’hydroxyde de sodium de concentration molaire

-    C_B = 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 V_A = 20,0 mL de solution aqueuse S_A 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 S_A d’acide chlorhydrique avant addition de la solution S_B d’hydroxyde de sodium.

Faire un schéma du montage.

2)- La réaction de dosage.

Ajouter un volume V₁ = 1,0 mL de solution S_B 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 ?

3)- Le titrage :

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.

4)- Exploitation :

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 V_eq. Quelle est la valeur de V_eq ?

Pour quel volume approximatif de soude versée y a-t-il eu changement de couleur de la solution ?

Calculer la quantité de matière n_eq (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 n_i (H₃O⁺)  des ions oxonium initialement présents dans le bécher.

En déduire la valeur de la concentration C_A de la solution aqueuse S_A d’acide chlorhydrique utilisée.

Faire un tableau d’avancement pour V_B = 5,0 mL, V_B = V_eq  et V_B = 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.

1)- Mode opératoire.

a)- Préparation :

b)- Dosage :

-   On remplit une burette graduée (25 mL) avec une solution aqueuse S_A d’acide chlorhydrique de concentration molaire C_A = 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 S_A 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 :

2)- Exploitation :

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 V_A = 5,0 mL, V_A = V_eq  et V_A = 20  mL