D'UNE SOLUTION D'EDTA

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1 UNIVERSITE DE BOURGOGNE U.F.R. Sciences et,techniques Filière: Licence 3 eme année Chimie option C Année mai 2011 Session: 1 EPREUVE: Chimie analytique Méthodes chimiques de dosage Durée: 02 h 00 - (calculatrice autorisée) TITRAGE D'UNE SOLUTION D'EDTA A) Titrage acido-basigue Considérons le titrage de 100 ml d 'une solution du sel disodique de l' acide éthylènediaminetétraacétique ou EDTA (Na2H2Y), de concentration 10-2 moll-i, par une solution de soude l mol.l- 1 (concentration suffisamment élevée pour que le dilution soit considérée négligeable). La courbe théorique du titrage, montrant la variation du ph en fonction du volume v de réactif titrant ajouté, est représentée en annexe sur la figure l, de même que les courbes de variation du pourcentage des différentes formes significatives de l'edt A. 1) Représenter la formule développée plane de l'edta. 2) Expliquer comment retrouver graphiquement, à partir de la figure 1, les valeurs des pka des couples H2y2- IHy3- et Hy3- y4-. 3) Déterminer et justifier par le calculle ph et la composition de la solution initiale. 4) Indiquer les réactions de titrage successivement mises en jeu et calculer le volume de réactif correspondant à chaque équivalence. 5) Déterminer par le calcul le ph aux points: v = 0,5 ; l ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ml (on pourra s' aider de la figure 1 pour justifier les hypothèses avancées), 6) Que dire de la quantitativité de la réaction de titrage au niveau de la 2 ème équivalence? Justifier sur la base de l' examen de la figure l ou par le calcul. 7) On détermine la 1ère équivalence à l' aide d 'un indicateur coloré acido-basique. Quel en serait le pka idéal? Dans ce cas idéal, si le domaine de virage s'étend sur 1,6 unités de ph, préciser par le calcull'intervalle de volume v correspondant. En déduire l' erreur de titrage et la qualifier. B) Titrage complexométrigue Une autre méthode d'étalonnage de la solution du. sel disodique de l 'EDTA utilise le titrage d'une solution étalon d'un cation métallique, Cd 2 + par exemple. La figure 2 représente les courbes de variation de pcd et du pourcentage des formes libre et complexé du cadmium au cours du titrage par Na2H2Y 0,1 mol.l- 1 de lo ml d'une solution de Cd mol.l" tamponnée à ph = 4,7 (tampon acétique). 1/3

2 1) Définir la constante de stabilité conditionnelle du complexe Cdy 2 - et préciser sa valeur dans les conditions du titrage. Cette valeur est-elle satisfaisante du point de vue de la qualité du dosage? 2) Retrouver par le calculla valeur du pcd à l' équivalence. 3) On envisage pour ce dosage l' emploi de l' orangé de xylénol comme indicateur coloré. Expliquer le changement de couleur à l'équivalence. Si le domaine de virage s'étend sur 1,6 unités de pcd, calculer l'intervalle de volume de réactiftitrant sur lequel le virage est observé. En déduire l'erreur de titrage. DONNÉES: a. Couples acido-basiques de l'edta : H 4 Y/H 3 Y H 3 Y/H 2 y 2 - H 2 y 2 -/Hy 3 - Hy3-/y4- pk a1 = 2,0 pk a 2 = 2,7 pk a3 = 6,2 pk a4 = 10,3 b. Constante de formation du complexe car: : c. Coefficient de distribution de l'espèce yt- [CdYz-] K = [Cd2+][y4-] log KF = 16,6 ApH=4,7, <X4 = 1, d. Caractéristiques de l'indicateur coloré orangé de xylénol Celui-ci posséde six acidités, avec associées à chaque forme acido-basique une couleur et une constante de dissociation acido-basique (pka) : Forme acido-basique H61 HsI H41 H31 H 2 1 HI Couleur Jaune Jaune rouge rouge pka 2,6 3,2 6,4 10,4 12,3 Couleur du complexe Cd 2 + /orangé de xylénol : pourpre Constante deformation du complexe (mettant enjeu laforme totalement déprotonnée de l'indicateur) : K - [CdI] P,I - [Cdz+][I] log KF,I = 19,2 2/3

3 Fig. 1. Titrage de 100 ml de Na2H2Y 10-2 mol.l" par NaOH l mol.l- 1 : courbes de variation du ph et des pourcentages des différentes formes de l'edta en fonction du volume de soude ajouté. Fig. 2. Titrage de lo ml d'une solution de ed mol.l", en milieu tamponné à ph = 4,7, par une solution de Na2H2Y 10-1 moll-i: courbes de variation du pcd = -log [ed 2 +] et des pourcentages des formes de cadmium en fonction du volume d'edta ajouté. 3/3

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