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1 Centre organisateur : UNIVERSITE d AVIGNON et des PAYS du VAUCLUSE Session 2010 CONCOURS EXTERNE D ACCES AU CORPS DES TECHNICIENS DE RECHERCHE ET DE FORMATION DU MINISTERE DE L EDUCATION ET DE L ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE BAP B Emploi-type : Technicien chimiste EPREUVE PRATIQUE d ADMISSION Durée : 2 heures, temps de préparation inclus Coefficient : 3 Aucun document n est autorisé. Seules une calculette- type collège- et une règle sont autorisées. Ecrire en bleu ou noir exclusivement. Le sujet comporte 6 pages (dont 2 feuilles de résultats) numérotées de 1/6 à 6/6 et imprimé recto-verso. Veuillez vérifier en début d épreuve s il est complet et signaler toute anomalie. Suivre les consignes indiquées pour chacune des questions. Vous devez répondre sur la copie d examen pour les questions préliminaires et compléter les deux feuilles de résultats. Rendre le tout à la fin de l épreuve 1/6

2 EPREUVE PROFESSIONNELLE CONCOURS TECHNICIEN BAP B Titrage d une solution d acide phosphorique par une solution d hydroxyde de sodium préalablement étalonnée. NB : il est demandé de donner systématiquement une expression littérale respectant les notations de l énoncé avant toute application numérique. Les données utiles pour les titrages figurent en page 4. I. But des manipulations : Il s agit de réaliser le titrage d une solution d acide phosphorique par une solution d hydroxyde de sodium afin de mettre en évidence le nombre d acidités titrées en fonction de l indicateur coloré choisi. La solution d hydroxyde de sodium sera préalablement étalonnée à l aide de l acide oxalique (H 2 C 2 O 4, 2 H 2 O). II. Etalonnage de la solution d hydroxyde de sodium II.1. Questions préliminaires a. Pourquoi est-il nécessaire d étalonner la soude? b. L acide oxalique de formule H 2 C 2 O 4 est un diacide faible de pk a respectifs pk a1 = 1,25 et pk a2 = 4,30. Le titrage colorimétrique de cet acide ne permet pas de doser chaque acidité séparément. Expliquer pourquoi. c. Ecrire la réaction de titrage. d. Calculer la masse m à peser d acide oxalique dihydraté H 2 C 2 O 4, 2 H 2 O pour préparer précisément 100 ml d une solution d acide à 0,1 M. e. Donner l expression de la concentration C B d hydroxyde de sodium, en fonction du volume d hydroxyde de sodium V BE1 versé à l équivalence, m la masse d acide oxalique pesée, V A1 le volume d acide oxalique titré, V le volume total de la solution d acide, et M la masse molaire d acide oxalique. f. Etablir l expression de l incertitude absolue sur la concentration C B en utilisant les mêmes notations que la question précédente. II.2. Mode opératoire - Préparer la solution d acide oxalique. Noter la masse m pesée. - Titrer un volume V A1 = 10 ml de la solution d acide oxalique préparée par la solution d hydroxyde de sodium à l aide de l indicateur coloré le plus approprié. Justifier le choix de l indicateur coloré sur votre copie. - Noter le volume V BE1 versé au moment du virage de l indicateur coloré. - Répéter le titrage de façon à avoir deux titrages concordants à 0,1 ml près. 2/6

3 II.3. Résultats Utiliser la feuille de résultats fournie pour répondre aux questions suivantes (page 5/6) a. Calculer le volume moyen versé à l équivalence. b. Calculer la concentration C B de la solution d hydroxyde de sodium ainsi que son incertitude absolue. L incertitude absolue sera donnée avec 1 seul chiffre significatif arrondi à la valeur entière supérieure, la valeur de C B avec un nombre de chiffres significatifs cohérent avec la valeur de C B. III. Titrage de l acide orthophosphorique III.1. Questions préliminaires a. L acide orthophosphorique est un triacide faible de pk a respectifs pk a1 = 2,1 ; pk a2 = 7,2 et pk a3 = 12,3. La courbe de titrage ph-métrique de l acide orthophosphorique par l hydroxyde de sodium présente seulement 2 sauts de ph. Pourquoi n observe-t-on pas un troisième saut? b. Ecrire les différentes réactions de dosage correspondant à chaque saut. c. Etablir la relation entre V 1 et V 2 (cf courbe). d. Exprimer C A la concentration d acide orthophosphorique, en fonction de C B la concentration d hydroxyde de sodium, V A le volume d acide orthophosphorique titré, et du volume d hydroxyde de sodium versé à l équivalence (V 1 ou V 2 selon l indicateur coloré que vous aurez choisi). e. Etablir l expression de l incertitude absolue sur la concentration C A correspondante en utilisant les mêmes notations que la question précédente. III.2. Mode opératoire - Titrer un volume V A2 = 10 ml de la solution d acide orthophosphorique par la solution d hydroxyde de sodium précédemment étalonnée à l aide de l indicateur coloré de votre choix. - Noter le volume V BE2 versé au moment du virage de l indicateur coloré. - Répéter le titrage de façon à avoir deux titrages concordants à 0,1 ml près. III.3. Résultats Utiliser la feuille de résultats fournie pour répondre aux questions suivantes (page 6/6) a. Calculer le volume moyen versé à l équivalence. b. Calculer la concentration C A de la solution d acide orthophosphorique ainsi que son incertitude absolue. L incertitude absolue sera donnée avec 1 seul chiffre significatif arrondi à la valeur entière supérieure, la valeur de C A avec un nombre de chiffres significatifs cohérent avec la valeur de C A 3/6

4 IV. Données IV.1. Masse molaire de l acide oxalique dihydraté IV.2. Incertitudes absolues M = 126,07 g/mol pesée fiole burette pipette m = 10-4 g V = 0,1 ml V B = 0,05 ml V A = 0,02 ml IV.3. Caractéristiques des indicateurs colorés disponibles Indicateur coloré Zone de virage Couleur de la forme acide Couleur de la forme basique Hélianthine 3,1 4,4 rouge jaune orangé Phénolphtaléine 8,0 9,9 incolore rose IV.4. Courbe de titrage ph-métrique de l acide orthophosphorique par l hydroxyde de sodium 12 ph V 1 V 2 V NaOH (ml) 4/6

5 Titrage d une solution d acide phosphorique FEUILLE DE RESULTATS (1/2) Nom : Salle : Prénom : Numéro de place : II. Etalonnage de la solution d'hydroxyde de sodium II.3. Résultats 1. Masse pesée d acide oxalique m = 2. Remplir le tableau ci-dessous. Titrage V BE / ml V BE moyen / ml n 1 n 2 3. Calculer la concentration C B de la solution d hydroxyde de sodium (exprimer le résultat avec au moins 5 chiffres significatifs) 4. Calculer l incertitude absolue sur cette concentration : 5. Donner le résultat de la concentration en tenant compte de son incertitude. 5/6

6 Titrage d une solution d acide phosphorique FEUILLE DE RESULTATS (2/2) Nom : Salle : Prénom : Numéro de place : III. Titrage de l acide orthophosphorique II.3. Résultats Indicateur coloré utilisé : Hélianthine Phénolphtaléine 1. Remplir le tableau ci-dessous. Titrage V BE / ml V BE moyen / ml n 1 n 2 2. Calculer la concentration C A de la solution d acide orthophosphorique (exprimer le résultat avec au moins 5 chiffres significatifs) 3. Calculer l incertitude absolue sur cette concentration : 4. Donner le résultat de la concentration en tenant compte de son incertitude. 6/6

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