AGIR : Défis du XXIème Siècle. Chapitre 18 : Contrôle de la qualité par dosage.

I-Dosage par étalonnage. Réaliser un dosage c’est déterminer, avec la plus grande précision possible, la concentration d’une espèce chimique dissoute en solution. I-Dosage par étalonnage. Le dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration d’une espèce en comparant, à l’aide d’une courbe d’étalonnage, une grandeur physique avec une solution étalon. Exemple : Dosage avec un spectrophotomètre : On évalue la concentration d’une solution en comparant on absorbance avec celle d’une solution étalon et en s’aidant de la loi de Beer-Lambert: A = k.C Dosage avec un conductimètre : On évalue la concentration en ions d’une solution, en comparant sa conductivité avec celle d’une solution étalon et de la loi de Kohlrausch : σ = k.C où la conductivité (S.m-1)est proportionnelle à sa concentration. (doc 3 p 469).

II-Dosage par titrage direct. La réaction de titrage: Le dosage par titrage doit mettre en jeu une réaction chimique, totale, rapide et unique. Un réactif titrant, de concentration connue réagira avec le réactif titré selon la réaction: 𝒂.𝑨+𝒃.𝑩 →𝒄.𝑪+𝒅.𝑫 L’équivalence du titrage L’équivalence est atteinte lorsque les réactifs sont introduits en proportion stœchiométrique ou qu’on a un changement de réactif limitant. Relation à l’équivalence A l’équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques donc, on aura: 𝒏 𝟎 (𝑨) 𝒂 = 𝒏 𝑬 (𝑩) 𝒃 soit 𝑪 𝑨 . 𝑽 𝑨 𝒂 = 𝑪 𝑩 . 𝑽 𝑬 𝒃

III-Repérage de l’équivalence. Titrage par conductimétrie: Lors du dosage, des ions sont consommés et d’autres sont produits. Leur conductivité molaire ionique étant différente, la conductivité de la solution va varier au cours du dosage. Puisqu’à l’équivalence, il y a un changement de réactif limitant, il y a aussi un changement dans la variation de la conductivité de la solution, lors du dosage. L’équivalence correspond donc à l’intersection de ces deux variations ou des deux droites correspondantes. (TP 2 p466) Point équivalent E Volume équivalent VE

III-Repérage de l’équivalence. Titrage par pH-métrie: Lorsque la réaction de titrage est une réaction acide base, on peut suivre le titrage à l’aide d’un pH-mètre. (TP 3 p 467) On peut déterminer l’équivalence par deux méthodes. Méthode de la courbe dérivée : A partir des points expérimentaux, un logiciel de traitement de données permet de tracer le graphe 𝒅𝒑𝑯 𝒅 𝑽 𝑩 =𝒇( 𝑽 𝑩 ). L’équivalence correspond à l’extrémum de la courbe dérivée du pH en fonction du volume ajouté. (doc 10 p 472) Méthode des tangentes parallèles : Après avoir tracé deux tangentes parallèles, situées de part et d’autre du saut de pH, tracer la parallèle à ces deux tangentes, équidistantes de celles-ci. (doc 9 p 472)

Titrage par pH-métrie: Méthode des tangentes parallèles :

III-Repérage de l’équivalence. Titrage par colorimétrie: Si lors de l’équivalence, la réaction de titrage permet d’observer un changement de couleur, alors on peut réaliser un titrage colorimétrique. Ce titrage peut-être facilité par l’utilisation d’un indicateur de fin de réaction. Pour cela, on pourrait utiliser un indicateur coloré acido-basique adéquate dont les deux espèces acide/base n’ont pas la même teinte. Si sa zone de virage contient le pH à l’équivalence pHE, il peut être utilisé comme indicateur de fin de réaction. (doc 14 p 473).

IV-Incertitude liée au titrage. Un titrage doit être réalisé avec beaucoup de soin car plusieurs sources d’erreurs peuvent avoir un impact sur l’incertitude du résultats de la mesure : - Incertitudes liées aux manipulations, - Incertitude liées à la méthode de titrage employée. (imprécisions méthodes graphiques, imprécision de la concentration des solutions titrantes…) - Incertitude liées à la verrerie. Exercices 1, 2, 3, 6, 8, 12, 14, 15, 17, 18, 19, 22 et 23 p 475