Thème 3 : Défis du XXI e siècle.

D 2 C o n t r ô l e d e l a q u a l i t é : d o s a g e s p a r é t a l o n n a g e.

I). Dosage par étalonnage Définition : Réaliser un dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration d'une espèce en solution en comparant une grandeur physique (absorbance, conductivité, etc…) caractéristique de la solution, à la même grandeur physique mesurée pour des solutions étalons. R e m a r q u e : L e d o s a g e p a r é t a l o n n a g e e s t u n e m é t h o d e n o n d e s t r u c t i v e, c a r e l l e n e m e t p a s e n j e u d e r é a c t i o n c h i m i q u e.

2. Dosage par étalonnage utilisant un conductimètre a. Conductivité d’une solution Une solution ionique (ou solution électrolytique) conduit le courant électrique. Le passage du courant électrique dans une solution est dû au déplacement des ions. Les cations se déplacent dans le sens conventionnel du courant électrique, et les anions dans le sens inverse (le sens de déplacement des électrons).

Définition: La conductivité d'une solution est une grandeur qui représente la capacité de cette solution à conduire le courant électrique. Elle s'exprime en siemens par mètre (S.m -1 ). La conductivité est mesurée à l'aide d'un conductimètre relié à une cellule de conductimétrie. Celui-ci doit être étalonné avant d'effectuer des mesures

b. Relation entre la conductivité et la concentration (loi de Kohlrausch) La conductivité d'une solution dépend de la nature et des concentrations [] des n ions présents dans cette solution.Remarques :   Cette relation n'est valable que pour des solutions diluées. Les conductivités ioniques molaires des ions oxonium 3 + () et hydroxyde − () sont supérieures à celles des autres ions. Ces ions conduisent donc mieux le courant électrique que les autres.

Exemple Soit une solution de chlorure de sodium de concentration =10. −1. Déterminer la conductivité de cette solution. Données : ( − )=7,63×10 −3. 2. −1 et ( + )=5,01×10 −3. 2. −1 REPONSE: La solution de chlorure de sodium est obtenue par dissolution dans l’eau du chlorure de sodium solide, selon la réaction d'équation: ()→+()+−()()→+()+−() On en déduit aisément que [ + ]=[ − ]= = (+) [ + ]+ (−) [−] [−] soit =( (+) + (−) )× Application numérique : =(7,63×10 −3 +5,01×10 −3 )×10=1,26×10 −1. −1 (attention : c doit être en mol.m -3 ).

c. Dosage par étalonnage utilisant un conductimètre. Pour des solutions diluées, la conductivité d’une solution est proportionnelle à sa concentration c. On réalise plusieurs solutions filles de concentrations différentes. On mesure leur conductivité et on trace la droite d’étalonnage =(). La mesure de la conductivité de la solution de concentration inconnue permet de déterminer sa concentration.

3. Dosage par étalonnage utilisant un spectrophotomètre Si la solution est colorée, on peut réaliser une échelle de teinte avec des solutions de concentrations C connues. La mesure de l'absorbance A de chaque solution permet de tracer le graphe A=f(C) appelé courbe étalonnage. Remarque : Pour des solutions diluées, ce graphe montre que l'absorbance A est proportionnelle à la concentration c.

Loi de Beer-Lambert: l'absorbance A d'une espèce chimique en solution diluée, est proportionnelle à la concentration molaire C de cette espèce: A=k×C avec A: absorbance de la solution (sans unité) C: concentration molaire de la solution (mol.L -1 )

4. Analogie entre la loi de Kohlrausch et la loi de Beer-Lambert.

5. Rappel sur la dilution.

F I N D 2