Chapitre 10 : Contrôle de la qualité par dosage.

1) Pourquoi doser une solution ? Doser une solution, c’est … Différentes méthodes existent …

2) Dosage conductimétrique par étalonnage (voir TP …) 2.1. Principe de la conductimétrie Une solution ionique conduit le courant électrique grâce … La grandeur conductivité s d’une solution représente … Elle s’exprime en … et se mesure avec …

La conductivité d’une solution dépend de … 2.2. Relation entre la conductivité s et la concentration des ions en solution La conductivité d’une solution dépend de … ion nom l en mS.m2.mol-1 H3O+ Oxonium 34,98 HO- Hydroxyde 19,86 Br- Bromure 7,81 I- Iodure 7,68 Cl- Chlorure 7,63 K+ Potassium 7,35 NH4+ Ammonium 7,34 NO3- Nitrate 7,142 Ag+ Argent 6,19 MnO4- Permanganate 6,10 F- Fluorure 5,54 Na+ Sodium 5,01 CH3COO- Ethanoate 4,09 C6H5COO- Benzoate 3,23

Remarque : Si … ) 1 - mol.L 3 c (10 5 10 15 20 s (ms.cm 0,5 1,5 2 2,5 1,11 7,91

3) Dosage par titrage direct 3.1. Réaction support d’un titrage Un titrage permet de … Un titrage est dit direct quand …

Doc. 1 : dispositif de titrage On fait réagir progressivement … Burette graduée contenant la solution de concentration connue (titrante) Bécher (ou erlenmeyer) contenant la solution de concentration inconnue (titrée) prélevée avec une pipette jaugée Doc. 1 : dispositif de titrage Pipette jaugée L’équation de cette réaction est alors dite … Par exemple, la réaction support de titrage d’un acide fort par une base forte est … Cette réaction doit être …

Le suivi du titrage peut être réalisé par : - … Ces méthodes de titrage sont …

3.2. Equivalence d’un titrage Pour titrer une solution, il est nécessaire de repérer l’état … Dans l’exemple suivant, on titrera un acide fort par une base forte. Légende : : H3O+ : Cl- : H2O : OH- : Na+ Attention, dans la suite, on ne représentera pas les molécules d’eau constituant le solvant, ultra majoritaire !

Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : Cl- : H2O : OH- : Na+ Situation initiale [H3O+] [OH-] Dans le bécher Solution d’acide fort : contient des ions H3O+ et Cl- (très peu d’ions OH-) pH faible.

Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : Cl- : H2O : OH- : Na+ On verse 1 mL [H3O+] [OH-] Dans le bécher H3O+ + OH-  2 H2O

Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : Cl- : H2O : OH- : Na+ On verse x mL [H3O+] [OH-] Dans le bécher H3O+ + OH-  2 H2O

Et ainsi de suite jusqu’à Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : H3O+ : Cl- : H2O : OH- : Na+ Et ainsi de suite jusqu’à [H3O+] [OH-] Dans le bécher H3O+ + OH-  2 H2O

Et ainsi de suite jusqu’à Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : H3O+ : Cl- : H2O : OH- : Na+ EQUIVALENCE Et ainsi de suite jusqu’à [H3O+] [OH-] Dans le bécher H3O+ + OH-  2 H2O

Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : Cl- : H2O : OH- : Na+ On continue à verser … [H3O+] [OH-] Dans le bécher H3O+ + OH-  2 H2O

Et ainsi de suite jusqu’à A l’équivalence, les réactifs (titrant et titré) ont été … Solution de base forte : contient des ions OH- et Na+ (très peu d’ions H3O+ ) pH élevé. : H3O+ : Cl- : H2O : OH- : Na+ EQUIVALENCE Et ainsi de suite jusqu’à [H3O+] [OH-] Attention, [H3O+] et [OH-] = 10-7 mol.L-1 ≈ 0 mol.L-1 Dans le bécher H3O+ + OH-  2 H2O

Si on essaye de respecter un peu mieux l’échelle : Equivalence Après l’équivalence Avant l’équivalence : H3O+ : OH- Négligeable

Les deux réactifs sont alors … Avant l’équivalence, le réactif titré est en … Après l’équivalence, le réactif titrant est en … Repérer l’équivalence dépend alors de la méthode de suivi.

3.3. Repérage de l’équivalence par un titrage pH-métrique

Lien vers le fichier rw3 Regressi Méthode de l’extremum de la dérivée Lien vers le fichier rw3 Regressi

Titrage d’un acide fort par une base forte pH = f(VB) pH (mL-1) derpH 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 dpH dVB = f(VB) E pHE VBE 5 10 15 20 (mL) VB

Titrage d’un acide faible par une base forte pH = f(VB) (mL-1) derpH 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 dpH dVB = f(VB) pHE E VBE 5 10 15 20 (mL) VB

Méthode des tangentes

Milieu du deuxième segment Milieu du premier segment 2ème perpendiculaire 3ème parallèle pH 2ème tangente 2 4 6 8 10 12 Milieu du deuxième segment 1ère perpendiculaire 1ère tangente pHE E Milieu du premier segment 5 10 15 20 VBE (mL) VB

Milieu du deuxième segment Milieu du premier segment 3ème parallèle 2ème perpendiculaire pH 2ème tangente 2 4 6 8 10 12 Milieu du deuxième segment 1ère tangente 1ère perpendiculaire pHE E Milieu du premier segment 5 10 15 20 VBE (mL) VB

Pour le titrage d’un acide fort par une base forte, l’équation support de titrage est : Si l’acide titré est faible (titré par une base forte), alors : L’équivalence se trouve … On peut la repérer par la … ou … On peut ensuite déterminer CA à l’aide d’un tableau d’avancement à l’équivalence :

Lien vers le fichier rw3 Regressi 3.4. Repérage de l’équivalence par conductimétrie Un titrage conductimétrique peut être envisagé lorsque … Si, au cours d’un titrage la dilution est négligeable (d’où … VB (mL) 5 10 15 20 Sigma (mS.cm - 1 ) 0,5 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Lien vers le fichier rw3 Regressi

Le point d’intersection de ces portions de droites … VB (mL) 5 10 15 20 Sigma (mS.cm - 1 ) 0,5 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 VBE

Lors d’un titrage colorimétrique, le … 3.5. Repérage de l’équivalence par colorimétrie : choix d’un indicateur coloré Lors d’un titrage colorimétrique, le … Un indicateur coloré possède … Hélianthine Zone de virage 3,1 – 4,4 Bleu de bromothymol Zone de virage 6,0 – 7,6 phénolphtaléine Zone de virage 8,2 – 10,0 14

Hélianthine Zone de virage 3,1 – 4,4 pHE E VBE pH 12 10 8 6 4 2 5 10 VBE 5 10 15 20 (mL) VB

Bleu de bromothymol Zone de virage 6,0 – 7,6 pHE E VBE pH 12 10 8 6 4 VBE 5 10 15 20 (mL) VB

phénolphtaléine Zone de virage 8,2 – 10,0 pHE E VBE pH 12 10 8 6 4 2 5 VBE 5 10 15 20 (mL) VB

Un indicateur coloré acido-basique convient si … Remarque : on réalise alors 2 titrages successifs :

Titrage de 25,0 mL d’une solution d’acide éthanoïque à 5,0. 10-2 mol Titrage de 25,0 mL d’une solution d’acide éthanoïque à 5,0.10-2 mol.L–1 par une solution d’hydroxyde de sodium à 1,00.10-1 mol.L–1. Volumevers é (mL) 5 10 15 20 25 pH 2 4 6 8 12 40 60 80 dpH / dV 8,440 12,49 % acide éthanoique % ion éthanoate 50 %

Simulation du titrage de 25,0 mL d’une solution d’acide éthanoïque à 5,0.10-3 mol.L–1 par une solution d’hydroxyde de sodium à 1,00.10-2 mol.L–1. Volumeversé (mL) 5 10 15 20 25 pH 2 4 6 8 % acide éthanoique 40 60 80 100 % ion éthanoate

Equation de la réaction support du titrage : Titrage de 20 mL d’une solution d’acide chlorhydrique (H3O+ + Cl–) de concentration CA = 1,0.10–3 mol.L–1 par une solution d’hydroxyde de sodium (HO– + Na+) de concentration CB = 1,0.10–3 mol.L–1. Equation de la réaction support du titrage : pHE VBE Volumeversé (mL) 5 10 15 20 25 pH 2 4 6 8 ) -3 - [H3O+] (10 0,2 0,4 0,6 0,8 1 dpH/dV [OH-] (10

Equation de la réaction support du titrage : Titrage de 20 mL d’une solution d’ammoniac (NH3) de concentration CB = 1,0.10–2 mol.L–1 par une solution d’acide chlorhydrique (H3O+ + Cl–) de concentration CA = 1,5.10–2 mol.L–1. Equation de la réaction support du titrage : pHE VBE

FIN

Ex. n° 15

Lien vers sujet des annales : Antilles, juin 2014