LES ACIDES, LES BASES ET LE pH Courbes de titrages acide-base

Courbes de titrages acide-base Neutralisation Une neutralisation est le mélange d'un acide fort avec une base forte. Les deux solutions possèdent des ions H+ et OH- qui réagissent ensemble et qui forment de l'eau, une solution neutre. La réaction générale d'une neutralisation est: Cette réaction est l'inverse de l'ionisation de l'eau .

Courbes de titrages acide-base Neutralisation Exemple: Neutralisation de l'acide chlorhydrique par l'hydroxyde de sodium. L'équation de neutralisation est: Les étapes de cette réaction sont:  

Courbes de titrages acide-base Neutralisation Exemple: L'ion H+ se lie à l'ion OH- pour former de l'eau H2O(l). Les ions Na+ et Cl- se lient ensemble pour former le NaCl qui est un sel. Une neutralisation est complète lorsque tous les ions H+ de l'acide réagissent avec les ions OH- de la base. Le pH obtenu est neutre (= 7), donc sa concentration en ions H3O+= 1 x 10-7 Il faut se rappeler que l'on a une neutralisation lorsque les produits obtenus suite au mélange d'un acide et d'une base sont un sel et de l'eau.

Courbes de titrages acide-base Titrage acide-base Le titrage (ou dosage) est une méthode qui permet de connaître la concentration d'une substance en solution. C'est une méthode analytique qui utilise une solution de concentration connue (solution témoin). Souvent on l'utilise pour trouver la concentration d'une substance inconnue.

Courbes de titrages acide-base Titrage acide-base Dans une réaction de neutralisation, on combine un acide et une base qui forment un sel et de l'eau. La solution finale est neutre. Pour connaître le moment où la solution devient neutre, on utilise un indicateur acido-basique qui a la propriété de changer de couleur. On peut aussi utiliser un pH-mètre qui nous donnera une mesure exacte du pH à un moment précis.

Courbes de titrages acide-base Titrage acide-base Burette contenant la solution titrante Pince à burette Bécher contenant la solution a titrée Potence pHmètre

Courbes de titrages acide-base On place dans la burette la solution de concentration connue. On place dans l'erlenmeyer une quantité prédéterminée de la solution inconnue. On ajoute ensuite quelques gouttes d'indicateur coloré dans l'erlenmeyer. En agitant doucement l'erlenmeyer, on laisse couler la solution de la burette dans celui-ci. On observe toute variation de couleur.

Courbes de titrages acide-base Une variation de couleur de l'indicateur indique le point d'équivalence ou point de virage de la réaction. À ce point, le volume de la solution de la burette (ou volume de titrant) est le volume qui a réagit complètement avec la substance de concentration inconnue ( ou substance à titrer). On peut également utiliser un pH-mètre pour trouver le point de virage (ou point d'équivalence). À ce point, le pH devrait être autour de 7. On note le volume de la burette. Ce volume va nous permettre de trouver par calcul, la concentration de la solution inconnue.

Courbes de titrages acide-base Calcul de la concentration d'une substance inconnue avec des données de titrage. Au point d’équivalence, l’acide et la base présents ont complètement réagit. On a: nA = nB CAVA = CBVB CA est la concentration de l'acide, VA est le volume de l'acide, CB est la concentration de la base, VB est le volume de la base.

Solutions tampons page 531 Solution tampon = solution qui s’oppose à une variation de pH lorsqu’on lui ajoute une faible quantité d’acide ou de base. Une solution tampon doit contenir un mélange acide faible/base conjuguée ou un mélange base faible/acide conjugué. Exemple: Solution d’acide acétique CH3COOH et d’acétate de sodium CH3COONa. Solution d’ammoniac NH3 et de chlorure d’ammonium NH4Cl.

Solutions tampons Caractéristiques pH de la solution: Elle reste inchangé quand on lui ajoute une quantité modérée d’ions hydroxydes (OH-) ou hydrogènes (H+). Pouvoir tampon: Quantité d’acide ou de base qui peut être ajoutée avant qu’un changement considérable ne surviennent dans le pH.

Solutions tampons Calcul du pH d’une solution tampon Lors du calcul du pH d’une solution tampon, procédé comme dans le cas d’un acide faible ou d’une base faible. Cependant, ne pas oublié qu’au départ dans une solution tampon, deux espèces sont initialement présentes : l’acide et sa base conjuguée.

Indicateur acido-basique

Point de virage: valeur de pH où l’indicateur change de couleur lors d’un titrage. Point d’équivalence: point d’un titrage où la quantité (en moles) de substances ajoutée est stoechiométriquement équivalente à la quantité (en moles) présente dans la solution d’essai originale ou point où l’acide et la base ont complétement réagi.

Courbes de titrages acide-base Exemples de courbes de titrages acide-base On peut représenter graphiquement un titrage. On utilise des données de pH en fonction du volume de solution connue ajoutée. Il faut prendre des mesures de pH à intervalles très serrés ( à tous les 1ml ou 2ml) de volume ajouté.

Courbes de titrages acide-base Exemples de courbes de titrages acide-base Lorsque l'on s'approche du point de virage, on note le pH à tous les 0,2 ml ajouté. Le point d'équivalence coïncide avec le point de virage. Sur le graphique, il correspond au centre de la portion du graphique où on a une variation considérable du pH pour l'addition d'une petite quantité de solution connue (solution étalon).

Courbes de titrages acide-base Exemples de courbes de titrages acide-base Ces titrages ont lieux à pH=7 au point d’équivalence. On peut utiliser des indicateurs tels: la phénolphtaléine, le rouge de méthyle et le vert de bromocrésol. Ces indicateurs ont un point de virage près du point d’équivalence. Voir fig. 8.15 page 533 du manuel de Chimie 12 Simulation: http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/crm3s5_5.swf

Courbes de titrages acide-base (p.536) Exemples de courbes de titrages acide-base Ces titrages ont lieux à pH>7 au point d’équivalence. CH3CH2COO-(aq) +H2O(l) CH3CH2COOH(aq) + OH-(aq) On peut utiliser la phénolphtaléine, comme indicateur du point de virage. Voir fig. 8.16 page 536 https://www.khanacademy.org/science/chemistry/acid-base-equilibrium/titrations/v/titration-of-a-strong-acid-with-a-strong-base-continued Animation: http://www.chemistry.uoguelph.ca/educmat/chm19104/chemtoons/chemtoons9.htm

Courbes de titrages acide-base Exemples de courbes de titrages acide-base (p.541) Titrage d’une base faible par un acide fort. Ces titrages ont lieux à pH<7 au point d’équivalence. On peut utiliser le rouge de méthyle ou le vert de bromocrésol, comme indicateurs du point de virage. NH4+(aq) +H2O(l) NH3(aq)+ H3O+ (aq) Voir fig. 8.16 page 541

Courbes de titrages acide-base Pratique-toi Page 535 # 91,92,94,99 Page 539 #101 Page 543 #111 Complète l’activité 8.2 à la page 540 de ton manuel.