Le dosage volumétrique Anne COLIN Lycée Jean Perrin (Rezé)

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1 Le dosage volumétrique Anne COLIN Lycée Jean Perrin (Rezé)

2 Le Dosage Il s'agit de trouver la concentration d ’ une substance A (molaire C A ou massique  A ) dans une solution S. la réaction chimique doit être connue totale rapide Pour cela, on provoque une réaction entre la substance A présente dans S La solution à titrer et une autre espèce chimique B d ’ une solution E « titrante » A B + C

3 1.On place un volume connu et précis V S de la solution S dans un bécher 2. On place la solution E contenant B, de titre connu (C B (E) ou    E ) ) dans une burette. B réagit avec A selon une réaction connue Soit C A (S) la concentration en substance A recherchée dans S Solution E « titrante » V E mesuré C B (E) connue Solution S à « titrer » V S connu C A (S) recherchée

4 Prenons un exemple: cas le plus simple A + B C Étudions l’évolution de la quantité de matière de A, B et C dans le milieu réactionnel quand on verse des volumes croissants de B dans le bécher. C’est ce milieu dans lequel se réalise la réaction

5 A + B C VE0VE0 VE3VE3 VE4VE4 VE2VE2 VE1VE1 reportons les variations de quantité de A, B et C sur un graphe, Quantité de matière en mol Volume V E de solution E versé en mL nBnB nCnC nAnA Lorsque rien n’est versé dans le becher V E =0 mL n A = C A (S) V S VE1VE1 Le composé B réagit totalement avec A en formant C donc n B = 0 mole ! La quantité de B versée est n B = C B (E) V E 1 La quantité de C formée est n C = C B (E) V E 1 La quantité de A restant est n A = C A (S) V S - C B (E) V E 1 versons de nouveau la solution titrante VE2VE2 On constate que la diminution de n A est bien linéaire en fonction de V E n A = C A (S) V S - C B (E) V E 2 n C croit linéairement, n C = C B (E) V E 2 B est totalement consommé donc n B = 0 mole VE3VE3 VE4VE4 La quantité de B versée a permis de transformer la totalité de A initialement présent dans le bécher : c’est le point d’équivalence V E 4 = V eq tel que C B (E) V eq = C A( S) V S Veq

6 Quantité de matière en mol Volume V E de solution E versé en mL nBnB nCnC nAnA VE1VE1 VE2VE2 VE3VE3 VE4VE4 A + B C VE0VE0 VE3VE3 VE4VE4 VE2VE2 VE1VE1 Après l’équivalence, en l’absence de A, la réaction n’a plus lieu. C ne varie donc plus. B augmente alors linéairement : n B = C B (E) V B -C B (E) V eq

7 on en déduit la quantité de A présente dans la solution S en effectuant un bilan de matière sur la réaction du dosage entre A et B Moment où A a été totalement consommé par la réaction. Grâce à la détermination expérimentalement du point d’équivalence puis à la mesure de Veq, Le résultat expérimental est un volume, on a donc bien un dosage volumétrique

8 Détermination du point d’équivalence La détermination de Veq est simple si le contenu du bécher change de couleur au point d’équivalence C’est ce que l’on observe parfois lorsque A, B et C sont de couleur différente Plus fréquemment, l’équivalence sera repérée par divers moyens –indicateurs colorés : molécules qui changent de couleur au point d’équivalence –pH-mètre,

9 Milieu réactionnel L’équation de la réaction permet de définir les proportions stoechiométriques : le nombre de moles du produit A qui réagit avec une mole du produit B Détermination de n A présent dans S Reprenons notre exemple A +BC 1 mole de A réagit avec 1 mole de B On peut donc écrire n A ayant réagi = n B versé Donc à l’équivalence, lorsque tout A a réagi n A initialement présent dans S = n B versé à l’équivalence D’où C A (S) V S = C B (E) V Eeq Ce que l’on cherche Connu Déterminé expérimentalement Conclusion C A (S) = V S (C B (E) V eq )

10 Compliquons la situation … Prenons un deuxième exemple A+2 BC 1 mole de A réagit avec 2 mole de B On peut donc écrire n A ayant réagi = 1/2 n B versé Donc à l’équivalence, lorsque tout A a réagi n A initialement présent dans S = 1/2 n B versé à l’équivalence D’où C A (S) V S = 1/2 (C B (E) V eeq ) Ce que l’on cherche Connu Déterminé expérimentalement 2 fois moins de A ont réagi que de B versé Conclusion C A (S) = V S (C B (E) V eq ) 1 2

11 Généralisons …. x A+y Bz C A l’équivalence, on peut alors écrire l’équation suivante n A initialement présent dans S n B versé à l’équivalence x y = D’où Conclusion C A (S) = V S (C B (E) V eq ) x y