TP 8 Chimie : Titrages acido-basiques Suivi de l évolution du ph au cours d une transformation acido-basique

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1 TP 8 Chimie : Titrages acido-basiques Suivi de l évolution du ph au cours d une transformation acido-basique Objectifs Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d une espèce chimique par titrage ph-métrique et par la visualisation d un changement de couleur. 1. Manipulation a. Préparation du matériel Rincez la burette avec la solution de soude de concentration c B = 1, mol.l -1 et remplissez-la avec cette solution en ajustant le niveau du liquide au zéro et en veillant à ce que l'extrémité inférieure de la burette soit correctement remplie (= pas de bulle!) Etalonnez, si nécessaire, le ph-mètre avec les solutions tampons ph = 7,0 et ph = 4,0 À l'aide d'une pipette jaugée de 10 ml, munie d'une propipette, introduisez dans un bécher de 100 ml 10,0 ml d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c A et 10 ml d eau. Ajoutez quelques gouttes de l'indicateur coloré (Bleu de Bromothymol (BBT)) dans le bécher contenant les 10 ml d'acide. Remarque : le BBT sert uniquement à visualiser l équivalence, il n intervient pas dans la réaction de dosage. Rincer la sonde de mesure avec de l'eau distillée. La sécher avec du papier Joseph et la positionner dans le bécher comme le dispositif ci-dessus. Placez un barreau aimanté dans le bécher et placez le tout sur l agitateur magnétique. Appeler le professeur pour vérification

2 b. Mesures et construction simultanée de la courbe d'évolution du ph Relevez impérativement les points sur le graphe au fur et à mesure de la lecture des ph (= pas de tableau de valeurs, c est une perte de temps). Sur une feuille de papier millimétré, préparez le graphique ph = f(v B ), avec V B variant de 0 à 25 ml et le ph variant de 0 à 14. Relevez le ph de la solution initiale (V B = 0 ml) et reportez directement ce point sur le graphique. Ajoutez de la soude (volumes suggérés dans le tableau ci-dessous). Complétez le graphique et notez également dans le tableau ci-dessous la couleur de l indicateur coloré. ATTENTION! Si vous ne versez pas exactement le volume indiqué ci-dessous, reportez sur le graphe VOTRE valeur du volume de soude versé. Recommencez l opération jusqu à un volume versé de 25 ml. V B en ml Couleur de l indicateur coloré V B en ml Couleur de l indicateur coloré

3 2. Exploitation des graphes 2.1. Repérage de l équivalence Le but d'un dosage est de déterminer la concentration inconnue d'un produit. Pour cela, il faudra connaître précisément la valeur du volume versé à l'équivalence. Pour le déterminer à partir d une courbe avec saut de ph, on peut utiliser deux méthodes. a. Méthodes des tangentes On trace d'abord deux tangentes à la courbe, parallèles entre elles et situées de part et d'autre du point d'équivalence. On trace ensuite la parallèle à ces deux tangentes, équidistante de celles-ci. Son intersection avec la courbe ph = f (V) détermine le point d'équivalence. Utilisez cette méthode pour déterminer précisément le volume versé à l'équivalence pour les deux dosages. b. Méthode de la fonction dérivée Le coefficient directeur de la tangente à la courbe passe par un maximum au point équivalent. La courbe dérivée passe donc par un maximum dont l'abscisse est celle du point équivalent. dph dv Pour tracer cette courbe gv ( ), on utilise un logiciel adéquat Titrage colorimétrique Le point équivalent d'un dosage acido-basique peut aussi être repéré par le changement de couleur d'un indicateur coloré. C'est le principe du dosage colorimétrique. Un indicateur coloré convient d'autant mieux que le volume versé quand le changement de teinte se produit est plus proche du volume équivalent.

4 1. Zone de virage du bleu de bromothymol : 6,0 7,6 Faites apparaître ces zones de virage sur le graphe ph = f(v B ) que vous avez tracé. 2. Conclusion : quel est le critère pour choisir un indicateur coloré lors d un dosage acido-basique? Remarque: normalement lorsque l'on fait un dosage colorimétrique, on n'utilise pas de ph-mètre et on ne trace pas de courbe ph = f (V). Le fait que l'indicateur coloré change de couleur nous indique le volume équivalent. 3. Questions 3.1. Dans l acide chlorhydrique dissous, quelle espèce chimique joue un rôle dans les transformations acido-basiques? 3.2. Écrivez la réaction de dissolution de l hydroxyde de sodium solide NaOH (s) dans l eau, sachant que c est une transformation totale. Quelle est l espèce chimique qui va jouer un rôle dans les transformations acido-basiques? 3.3. Écrivez l équation de la réaction du dosage L équivalence d un dosage est le moment où les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. Les deux réactifs sont alors limitants. Dans ces conditions, on peut écrire que avec A i n a nb b A, i, e n, : quantité de réactif initiale introduite dans le bécher n B, e : quantité de réactif versée à l équivalence (contenue dans la burette) a et b : coefficients stœchiométriques de l équation de dosage Ecrire la relation entre les quantités de matière pour la récation écrite en A partir de la relation précédente, déduisez-en l expression littérale de c A en fonction de c B, V BE et V A Calculer c A (concentration de l acide chlorhydrique)

5 Solutions : Matériel (TP titrage acido-basique) - NaOH à 10-1 mol.l -1 Pour une classe, soit environ 1 L - Acide chlorhydrique à environ 1, mol/l (Ne pas marquer la concentration sur le flacon, elle est à déterminer pas les élèves) 500 ml Matériel élèves : Agitateur magnétique + barreau aimanté 3 bechers de 100 ml Burette graduée + potence ph-mètre + sonde + becher 250 ml Papier joseph Pissette eau distillée Pipette jaugée de 10 ml Eprouvette graduée 10 ml 1 verre à pied (poubelle) Propipette 1 gros becher pour la sonde BBT