Le dosage ou titrage. Déjà Gay-Lussac, en 1830, dosait.

Transcription

1 Le dosage ou titrage Déjà Gay-Lussac, en 1830, dosait.

2 Dans le manuel pages 130 à 152. Nouveau chapitre spécial, plutôt centré sur le dosage acide base. Bien lire page , beaux schémas. Cours basique : 1 à 4 p 104. Avec tableur 10 p 143, A corriger 11 p 143 Pour valider 17, 18 p 145. Type bac pages

3 Vocabulaire Titrage, dosage, désignent des méthodes de mesure de nombre de moles ou bien de concentration.

4 Petite visite du catalogue Le dosage direct basé sur une réaction chimique. Le dosage par étalonnage : on trace l effet en fonction de la cause, on remonte ainsi d un effet connu à une cause inconnue. Version conductimétrie Version spectrophotométrie.

5 Etalonnage On part d une gamme d échantillons connus, encadrant l échantillon inconnu. Exemple des solutions préparées au labo de diiode I2, jaunes. Ensuite on mesure et on trace une grandeur en fonction de la concentration, On mesure la même grandeur pour la solution inconnue, on remonte à son antécédent par la courbe d étalonnage

6 Exemple Conséquence : conductivité, absorbance Concentration

7 Le conductimètre Un conductimètre mesure la conductivité σ d une solution, La conductivité ne dépend pas de la taille de l échantillon, elle dépend de la concentration des différents ions. Plus il y a d ions mieux ça passe.

8 Le spectrophotomètre Cet appareil mesure l absorbance, c est-àdire le rapport flux transmis A = Log flux incident Ce rapport dépend de paramètres géométriques, mais surtout de la concentration en espèces colorées. On peut ainsi mesurer sans toucher. [rien]

9 Principe du titrage direct Le dosage est une méthode ancienne, destructive, basée sur une réaction chimique TOTALE. Lors d un dosage on recherche les proportions stœchiométriques. Le moment clé du dosage est le moment où on a atteint les fameuses Proportions stœchiométriques, ce moment est le seul intéressant pour les mesures C est l équivalence, attention à ne pas confondre avec équilibre.

10 Equivalence, ou bien proportions stoechiométriques L équivalence, lors d un titrage, est le moment ou l on change de réactif limitant. On dit aussi le moment où les réactifs ont été apportés dans les proportions stœchiométriques, (définies par l équation bilan). 4 p104 Attention ne pas confondre Equivalence et Equilibre.

11 Dosage d une solution d eau oxygénée par l ion permanganate. Plutôt à lire et travailler à la maison, sur le site.

12 MnO 4- est une espèce chimique oxydante H 2 O 2 est une espèce chimique réductrice La réaction de dosage est une réaction d oxydoréduction 2 MnO H 2 O H + 2 Mn H 2 O +5 O 2 Intérêt : C est une réaction : unique totale ou quantitative rapide solution d'ions permanganate = solution titrante; eau oxygénée = solution à doser ou à titrer.

13 Schéma d un montage de dosage : Solution titrante: solution de KMnO 4 0 Burette graduée 25 Bécher Solution à doser: solution d eau oxygénée acidifiée Agitateur magnétique

14 ii)l équivalence Expérience. Tant que le volume versé est inférieur à une certaine valeur notée V E, la couleur de la solution dans le bécher reste incolore Les ions permanganate MnO 4- (violets) sont réduits en ions Mn 2+ (incolore) par suite de leur réaction avec H 2 O 2. Dès que le volume versé est supérieur à V E, la couleur de la solution dans le bécher devient violette En effet H 2 O 2 a complètement disparu : les ions MnO 4- (violets) introduits en excès donnent cette couleur à la solution. Quand le volume versé est égal à V E, H 2 O 2 et les ions MnO - 4 complètement disparu. On dit que l équivalence est atteinte. V E est appelé volume à l équivalence. ont

15 La fin de la réaction de dosage et donc l équivalence est repérée grâce au changement de couleur du milieu réactionnel qui prend une teinte rose persistante quand on ajoute la première goutte excédentaire de MnO 4-. On dit que le dosage est réalisé «à la goutte près»! Définition de l équivalence : A l équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. 2 MnO H 2 O H + 2 Mn H 2 O +5 O 2 2 moles d ions MnO 4 - pour 5 moles d eau oxygénée H 2 O 2

16 Détermination de la concentration molaire C H2O2 en peroxyde d hydrogène H 2 O 2. concentration quantité de matière de Espèce chimique molaire volume l éspèce chimique considérée (mol.l -1 ) considérée (mol) Ion permanganate C MnO4 = V E = n MnO4 = C MnO4 x V E Peroxyde d hydrogène C H2O2? V H2O2 = 10mL n H2O2 = C H2O2 x V H2O2

17 Resolution: A l équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. 2 MnO H 2 O H + 2 Mn H 2 O +5 O 2 quantité de matière de MnO 4- versé à la burette (mol) quantité de matière de H 2 O 2 dans le bécher (mol) d'après l'équationbilan 2 5 lors du dosage n MnO4 n H2O2 A l équivalence on peut écrire : 2... n H2O2 =... 5 n MnO4

18 L équivalence. Si l équivalence a une définition unique, on la saisit de multiples manières, suivant la technique.

19 Comment repérer l équivalence? Dosage colorimétrique : une substance change de couleur.(soit c est l un des réactifs soit un indicateur coloré. Dosage ph métrique : le ph varie brusquement. Dosage conductimétrique : la conductivité passe par un minimum, intersection de deux segments.

20 Couleur, dosage colorimétrique. Un indicateur coloré a sa couleur dépendante du ph donc le changement de couleur suit le saut de ph. L indicateur coloré est lui-même une espèce acido basique La zone de virage doit encadrer le saut de ph.

21 Courbe ph(vb) ph(ph) La courbe a un brusque saut au voisinage de l équivalence L abscisse du point d inflexion est le volume 8 équivalent Vb(mL)

22 Saut de ph Le saut de ph est du à la faible quantité d ions en solution. à l équivalence, les réactifs sont limitants en même temps donc il n y a pas beaucoup d ions, il reste les ions spectateurs.

23 Exemple de suivi conductimétrique : une réaction de précipitation Une solution contenant des ions Na+ et Clréagit avec une solution contenant des ions NO3- et Ag+, les ions NO3-et Cl- sont spectateurs. Les ions Ag+ et Cl- précipitent (passent en phase solide) par la réaction + Ag + Cl = AgCl solide

24 La courbe de σ(v versé) conductivité, Veq Volume versé

25 Interprétation des courbes Avant on remplace des ions chlorures par des ions nitrates NO 3 donc la conductivité baisse peu. Cl Après l équivalence on rajoute des ions donc la conductivité grimpe vite. Le moment où le nombre d ions est le plus faible est l équivalence.