TP : TITRAGE D UNE SOLUTION DE DESTOP PAR CONDUCTIMETRIE

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1 TP : TITRAGE D UNE SOLUTION DE DESTOP PAR CONDUCTIETRIE Objectifs : Effectuer un titrage d'un produit de la vie courante par conductiétrie afin de vérifier les indications données par le fabriquant. Données: Sur l'étiquette d'un flacon de Destop, on peut lire: «Destop, déboucheur surpuissant, danger, produit corrosif, contient de l'hydroxyde de sodiu (soude caustique) à 20 %». La de Destop a une densité de 1,22. (NaOH) = 40,0 g.ol -1. La coerciale Destop est trop concentrée pour être dosée directeent, il est nécessaire de la diluer. La diluée, notée S B, a été préparée en diluant 100 fois la coerciale. I) Préparation du dispositif expériental - Rincer la burette graduée avec de l'eau distillée puis avec la d'acide chlorhydrique S A de concentration en apporté C A = 0,100 ol.l Replir la burette avec S A, veiller à ce qu'il n'y ait aucune bulle d'air sous le robinet. - Prélever un volue V B = 20,0 L d'une de Destop diluée S B, introduire cette S B dans le bécher de 250 L, ajouter environ 100 L d'eau distillée dans le bécher. - ettre le barreau aianté dans le bécher et placer ce dernier sur l'agitateur agnétique. Placer la burette au dessus de bécher. - Rincer la sonde du conductiètre avec de l'eau distillée (au dessus d'un bécher poubelle), essuyer délicateent la sonde, la placer dans le bécher de façon à ce que le trou de la sonde soit totaleent iergé ais à une hauteur telle que le barreau en tournant ne frappe pas la sonde. - Régler la tepérature du conductiètre à la tepérature des s. Vérification: 1) Justifier l'utilisation des gants et des lunettes. 2) Faire un schéa annoté du dispositif expériental. Préciser le no des atériels utilisés pour prélever S B et pour introduire l'eau distillée. II) esures - La S A sera versée illilitre par illilitre, ce volue versé sera noté V A. Après chaque ajout, il faudra ettre sous agitation puis arrêter l'agitation avant chaque esure. On choisira le calibre le plus adapté. 1) Reporter les valeurs esurées dans un tableau pour 0 V A 25 L. Vérification: 2) Tracer le graphe de σ = f(v A ).Optiiser les échelles de façon à ce que la courbe recouvre la totalité de la feuille prise horizontaleent. Ne pas relier les points.

2 III) Exploitation des résultats 1) Equation de la réaction se produisant lors du titrage Lorsque l'on verse la titrante, une réaction chiique se produit dans le élange réactionnel. S A est une d'acide chlorhydrique, S B est une d'hydroxyde de sodiu. a) Quels sont les ions présents dans la d'acide chlorhydrique et dans la de d'hydroxyde de sodiu? b) Etablir l'équation de la réaction se produisant lors du titrage sachant qu'il s'agit d'une réaction acido-basique. Vérification: c) Pari les 4 ions is en jeu, quels sont les deux ions ayant la plus grande conductivité olaire ionique λ? 2) Etude de la preière partie du titrage (avant l'équivalence) a) Préciser le no du réactif liitant. b) Pour chacun des 4 ions à priori présents dans le R, préciser l'évolution de sa quantité de atière présente dans le R au cours du titrage. En déduire quelle serait l'influence de cette évolution sur la conductivité du R. c) Quelle est l'évolution réelle de la conductivité du R? Justifier alors cette évolution. 3) Etude de la deuxièe partie du titrage (après l'équivalence) êes questions 4) Dilution Il faut noter que, en plus de la réaction, une dilution du élange réactionnel se produit. La dilution a donc une influence sur la fore de la courbe de titrage. Quelle précaution a-t-on prise pour que le phénoène de dilution du R au cours du titrage soit négligeable et qu'il n'ait finaleent qu'une faible influence sur la fore de la courbe? 5) Déterination de la concentration C exp en hydroxyde de sodiu de la coerciale a) Le graphique présente 2 parties linéarisables (les points expérientaux sont pratiqueent alignés). odéliser la partie rectiligne correspondant à la fin de la preière partie de la courbe par une droite. odéliser la partie rectiligne correspondant au début de la deuxièe partie de la courbe par une autre droite. A l'intersection des 2 droites, se situe le point d'équivalence qui correspond à la conductivité iniale du élange. Pour quelle valeur, notée V A(E), de V A ces droites se coupent-elles?v A(E) est appelé le volue équivalent. b) Construire un tableau d'avanceent associé à la réaction de titrage à l'équivalence. c) Donner une définition de l équivalence. d) Etablir une relation, à l'équivalence, entre les quantités de réactifs apportés. e) Ecrire une relation liant la concentration C A, le volue d'acide chlorhydrique versé à l'équivalence V A(E), la concentration C B de la de destop diluée S B et V B. f) Calculer la concentration C B en apporté dans la diluée S B puis la concentration C exp en apporté dans la coerciale de Destop. g) Les résultats sont-ils en accord avec les indications de l'étiquette? Aide: Calculer la concentration théorique C théo en hydroxyde de sodiu de la coerciale avec les indications de l'étiquette (pourcentage assique en hydroxyde de sodiu = 20 % et d =1,22) et coparer avec C exp..

3 CORRECTION: TP Titrage d'une de Destop par conductiétrie I) Préparation du dispositif expériental 1) D'après le pictograe, le Destop est un produit corrosif provoque de graves brûlures protection avec blouse, gants et lunettes 2)Schéa annoté du ontage: conductiètre Pour prélever S B : pipette jugée de 20 L sonde de Pour prélever l'eau distillée: éprouvette de 100 L conductiétrie bécher de destop barreau aianté II) esures agitateur agnétique V A (L) 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 σ (S.c -1 ) 2,44 2,31 2,18 2,04 1,92 1,79 1,67 1,55 1,43 1,33 1,24 V A (L) 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 σ (S.c -1 ) 1,26 1,32 1,45 1,18 2,10 2,40 2,71 3,02 3,32 3,60 3,87 V A (L) 22,0 23,0 24,0 25,0 σ (S.c -1 ) 4,17 4,42 4,70 4,95 III ) Exploitation des résultats 1) Equation de la réaction a) ions présents dans la d'acide chlorhydrique:h 3 O + (aq) et Cl (aq) ions présents dans la de soude: Na + (aq) et HO - (aq) b) H 3 O + cède un proton H 3 O + = H 2 O + H + HO - capte un proton HO - + H + = H 2 O H 3 O + (aq) + HO - (aq) = 2 H 2 O (λ) Réaction de titrage σ (S.c -1 ) c) Les ions oxoniu H 3 O + et les ions hydroxyde HO - ont la plus grande conductivité olaire ionique 2) Etude de la 1 ère partie du titrage a) Le réactif liitant est le réactif titrant soit l'ion oxoniu H 3 O + b) * Les ions Na + sont spectateurs n(na + ) ne varie pas dans le R ne odifie pas σ *Au fur et à esure que l'on ajoute la d'acide chlorhydrique, on apporte de plus en plus des ions chlorure Cl - n(cl - ) augente σ devrait augenter * Les ions oxoniu introduits ont consoés n(h 3 O + ) = 0 ne odifie pas σ * Les ions hydroxyde HO - (espèce titrée) sont consoés peu à peu par les ions oxoniu H 3 O + pour forer des olécules d'eau n(ho - ) diinue σ devrait diinuer c) Evolution réelle de σ: Dans la 1 ère partie de la courbe, on observe que σ R diinue. En effet, les ions chlorure replace les ions hydroxyde ayant réagi ais la conductivité olaire ionique des ions chlorure Cl - est plus petite que celle des ions HO -, les ions Cl - apportés sont donc oins conducteurs que les ions HO - disparus donc la conductivité de la diinue. 3) Etude de la 2 ièe partie du titrage a) Réactif liitant = réactif titré soit l'ion hydroxyde HO - b) * n(na + ) ne varie toujours pas ne odifie pas σ * On apporte toujours des ions Cl - n(cl - ) augente au cours de la 2 ièe phase σ devrait augenter * Les ions HO - ont été totaleent consoés n(ho - ) = 0 ne odifie pas σ * On apporte des ions H 3 O + qui ne peuvent plus réagir n(h 3 O + ) augente σ devrait augenter c) Evolution de σ: Dans la 2 ièe partie de la courbe, on observe que σ R augente. Après l'équivalence, on ajoute des ions chlorure Cl - et des ions oxoniu qui s'accuulent dans le élange réactionnel donc la conductivité σ R augente. 4) Dilution Pour que la dilution ait finaleent une faible influence sur la fore de la courbe, il faut pouvoir négliger le volue d'acide versé V A par rapport au V R. (V R quasi-constant algré les ajouts de la d'acide). Pour cela, on a ajouté un grand volue d'eau distillée. 5) Déterination de la concentration C exp en hydroxyde de sodiu de la coerciale a) L'intersection des deux segents de droite conduit à V A(E) = 11,7 L burette Solution d'acide chlorhydrique ne pas oublier: titre et échelle 0 V A (L) V A(E)

4 b) tableau c) Définition de l'équivalence: A l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchioétriques. d) A l'équivalence, les réactifs sont donc totaleent consoés donc n f (HO - ) = n i (HO - )-x ax =0 x ax = n i (HO - ) n f (H 3 O + ) = n versé (H 3 O + ) x ax =0 n versé (H 3 O + ) = x ax = n i (HO - ) e) C A.V A(E) = C B.V B f) C B = (C A.V A(E) )/V B = (0,100 11,7)/20,0 = 5, ol.l -1 (3 chiffres significatifs) C exp = N C B = 100 5, = 5,85 ol.l -1 g) C théo = C théo = n = or P = Vsol Vsol 3 0,20 1,22 1, ,0 = 6,1 ol.l -1 donc C théo = P V sol P ρ = On retrouve la valeur indiquée sur l'étiquette. La petite différence peut provenir: - de la valeur sur le flacon qui est approxiative - de la présence d'aoniac dans le destop. P d υ = Rearque: σ R = λ(h 3 O + ).[H 3 O + ] f + λ(ho - ).[HO - ] f = λ(h 3 O + C ) AV A +λ(ho - C ) BVB VB + VA + Veau VB + VA + Veau Pour que V A +V B +V eau soit constant algré les ajouts d'acide, on ajoute une grande quantité d'eau. On néglige les effets de la dilution et σ peut-être alors une fonction affine de V A (au lieu de courbe) eau

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