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1 Partie I : La chimie qui mesure Objectifs n Détermination des quantités de matière : –Espèces solides, liquides et gazeuses directement à laide de grandeurs.

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1 1 Partie I : La chimie qui mesure Objectifs n Détermination des quantités de matière : –Espèces solides, liquides et gazeuses directement à laide de grandeurs physiques (m, P, V), –Espèces ioniques dissoutes à l aide d un dosage par étalonnage en utilisant la conductance G, grandeur proportionnelle à la concentration des espèces ioniques, –Espèces dissoutes en mettant en jeu une transformation chimique impliquant une réaction chimique (analyses destructrices), dosage par titrage. n Notions nouvelles abordées : –dissolution dun solide ionique, concentration, –conductance, conductivité, conductivité ionique molaire, –réactions et couples acide-base, réactions et couples oxydant/réducteur, –titrage, équivalence

2 2 Concentration molaire apportée c Concentration molaire effective [..] des espèces dissoutes n Notations n - c : ce qui a été introduit dans la solution n - [X] :effectivement présent dans la solution n Exemple n solution aqueuse de sulfate de sodium n c = 0,1 mol.L -1 n d où [Na + ] = 0,2 mol. L -1 et [SO 4 2- ] = 0,1 mol.L -1 n [Na 2 SO 4 ] initial = c

3 3 LE NOUVEAU Dosages par étalonnage par titrage En utilisant une grandeur physique électrique, observable La conductance

4 4 Pourquoi choisir la conductance (G mS) ? Illustration microscopique de la notion de courant électrique : Programme de physique de 1S (partie I-2) « porteurs de charge : électrons et ions »

5 5 Pourquoi choisir la conductance ? Cellules conductimétriques faciles à réaliser, à interpréter Conductance G = U/I V A GBF N 500 Hz U = 1V

6 6 Pourquoi choisir la conductance ? Analyse des difficultés des élèves sur la Notion déquivalence G V OH - V eq pH Les élèves pensent souvent que la réaction ne se produit quà léquivalence !

7 7 Pourquoi choisir la conductance ? Grandeur physique variant linéairement compétence transversale Variable contrôlée V(mL) Réponse G(mS )

8 8 Pourquoi choisir la conductance ? Technique très utilisée dans les laboratoires Courbes de titrage faciles à interpréter Attention : La linéarité est valable dans un certain domaine de concentration

9 9 Trucs Astuces Conseils Solution diluée dans becher et concentrée dans burette (linéarité de la réponse) Protection des plaques de la cellule (limiter les effets de bord) Éviter la polarisation de la cellule alternatif Attention aux impuretés : ça change conductivité ! Commencer par les exemples des documents daccompagnement

10 10 Conductivité (en S.m -1 ) dun électrolyte (M +, X - ) de conductivités molaires respectives ioniques M et X En solution [M + ] = [X - ] = [M + ] ( M + X ) Conductance de la cellule Constante caractéristique de la cellule S/L Échelle des conductivités molaires ioniques : H+ > OH - > autres ions G= S/L Principales relations

11 11 Conductimétrie (2) n Dosage par étalonnage utilisant la conductimétrie

12 12 Conductimétrie (2) n Dosage par étalonnage utilisant la conductimétrie

13 13 Conductimétrie (3) n Étude de courbes G = f(c) pour différents électrolytes

14 14 Conductimétrie (3) n Étude de courbes G = f(c) pour différents électrolytes

15 15 Conductimétrie (4) n Titrage acide-base utilisant la conductance

16 16 Interprétation de courbes de dosage avec les conductivités molaires Tous les ions participent à la conduction n OH- (versé) Cl - Na + H+H+ OH - n (becher) Avant Equivalence Après Comme H+ > Na+ G G Na + + OH - H 3 O + +Cl - G ( mS)

17 17 G V OH - V eq Réactifs limitants OH - n OH - = 0 H + n H + = 0 Dans le becher n OH - = 0 = n H + Courbes de titrage Na + + OH - H 3 O + +Cl - G ( mS)

18 18 A propos de l équivalence n Utilisation du tableau d évolution du système

19 19 A propos de l équivalence n Utilisation du tableau d évolution du système

20 20 A propos de l équivalence n Utilisation du tableau d évolution du système

21 21 « A léquivalence, les réactifs ont réagi dans les proportions stœchiométriques » Cest le cas tout au long du dosage ! « A léquivalence, la quantité dacide est égale à la quantité de base » A léquivalence : acide initial et base versée ont disparu du becher ! Exemples de confusions des élèves

22 22 Définition de léquivalence : changement de réactif limitant lors dune transformation totale et instantanée des espèces chimiques contenues dans léchantillon à doser et dans la solution titrante Conséquence : à léquivalence, les quantités de réactifs titré et titrant sont toutes deux nulles dans le becher Nouvel environnement

23 23 Chimie : liste de matériel (1)

24 24 Liste de matériel (2)

25 25 Liste de matériel (3)

26 26 Liste de matériel (4)


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