LA CHIMIE DU TITRAGE OÙ TOUT EST UNE QUESTION DE DOSAGE!

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1 TP de Chme 9 Chaptres n 6 (Ttrages en soluton aqueuse) LA CHIMIE DU TITRAGE OÙ TOUT EST UNE QUESTION DE DOSAGE! Vous avez certanement déjà entendu l epresson " tout est queston de dosage ". Dans la ve courante cela sgnfe qu l faut utlser des quanttés adaptées sans perdre de vue certans repères, c'est-à-dre le contrare d agr à " vue de nez ". Qu est-ce qu un dosage en chme? Objectfs : - Comprendre le prncpe d un dosage. - Réalser un dosage conductmétrque. Couramment utlsé dans les laboratores d'analyse, un dosage ou ttrage consste à rechercher la quantté de matère d'une espèce chmque dssoute, appelée réactf ttré, ntrodute dans un bêcher ou un erlenmeyer. On emploe pour cela un réactf ttrant placé dans une burette. Ce réactf ttrant est une soluton contenant une espèce chmque spécalement chose (spécfque) pour réagr avec le réactf ttré. Sa concentraton est connue précsément. En analyse bologque, le dosage du cholestérol dans le sang condut, par eemple à une valeur de 6,50 mmol.l -1 (souvent eprmée sous forme d'une concentraton massque : 2,52 g.l -1 ). Il este de nombreuses méthodes de dosage. Dans ce TP, nous allons réalser un dosage par conductmétre. Le dosage est suv en mesurant la conductvté σ du mleu réactonnel. Epérence n 1 : Étalonner le conductmètre La sonde dot être parfatement propre et sèche pour être plongée dans la soluton étalon. I. Comprendre le prncpe d'un ttrage par conductmétre Epérence n 2 : Dans un verre à ped, verser à l'ade d'une éprouvette graduée, envron 100 ml d'eau dstllée. Ajouter, à l'ade d'une ppette jaugée, V A = 10,0 ml de soluton d'acde chlorhydrque H 3 O + (aq) + Cl (aq), de concentraton molare c A = 1, mol.l 1. Mesurer la conductvté σ 1 de cette soluton. 1. Quels sont les ons présents en soluton qu assurent le passage du courant? Epérence n 3 : début du dosage Remplr la burette avec une soluton d'hydroyde de sodum Na + (aq) + HO (aq) de concentraton c B = 1, mol.l 1. Verser dans la soluton précédente, V B = 1,0 ml de soude. Ben agter. Mesurer la conductvté σ 2 de cette soluton. 2. Comment a évolué la conductvté de la soluton après l'ajout d'un peu de soude?

2 Interprétaton 1: Pourquo σ dmnue? Lorsqu'on ajoute une soluton d'hydroyde de sodum dans une soluton d'acde chlorhydrque, l se produt une réacton acdo-basque, rapde et totale. 3. Quelle est l équaton de cette réacton? Quels sont les ons présents en soluton qu peuvent être consdérés comme spectateurs? 4. Compléter les deu tableau d'avancement décrvant la stuaton (100 ml d'eau dstllée + V A + V B ) : Tableau d'avancement en lttéral avec c A, V A, c B, V B et Tableau d'avancement avec les valeurs pour un ajout de V B = 1,0 ml de soude. ma = 5. Quel est le réactf lmtant la transformaton? Justfer brèvement. Compléter alors la dernère lgne du tableau. 6. Lors de l'ajout de soude, quels ons ntalement présents en soluton ont été en parte consommés? Quels ons sont apparus de manère défntve en soluton? Dans quelles proportons respectves? 7. Recoper et compléter la phrase suvante : Au nveau mcroscopque, à chaque fos qu'un anon HO et qu'un caton Na + arrvent dans le mleu réactonnel, un on oonum est Tout se passe comme s l'on Na + apporté remplaçat l'on dans la soluton. Rappel: Epresson de la conductvté σ en foncton des concentratons molares effectves [X] des espèces σ λ. X onques X en soluton : = [ ] où λ est la conductvté molare onque des ons X. L'ajout d'un volume d'un mllltre de soude étant fable face au volume de la soluton (110 ml), on peut consdérer que le volume du mleu réactonnel est resté constant et égal à 110 ml. 8. Fare l nventare des ons présents en soluton. Écrre l epresson lttérale de la conductvté. 9. Comment évoluent les concentratons suvantes au cours de l'ajout de soude : [H 3 O + ]? [Cl ]? [Na + ]? 10. On donne les conductvtés molares onques des ons suvants: ( en S.m 2.mol 1 ) : λ (H 3 O + ) = 349, S.m 2.mol 1 λ (Na + ) = 50, S.m 2.mol 1 Comment évolue la conductvté du mleu réactonnel après l'ajout de soude?

3 Epérence n 4 : noton d équvalence À l'ade de la burette, ajouter encore 9,0 ml d'hydroyde de sodum dans la soluton ml par ml, ans on aura versé en tout V B = 10,0 ml. Suvre l évoluton de la conductvté de la soluton. 11. Comment a évolué la conductvté de la soluton? 12. Compléter numérquement le tableau d'avancement pour V B = 1,0+1,0+ +1,0 = 10,0 ml de soude versée : Ajout de 10,0mL de soude c B = 0,10 mol.l 1 dans 10,0 ml d'acde chlorhydrque c A = 0,10mol.L 1 (+100mL eau) ma = 13. Un des réactfs est-l en ecès? Quelles proportons partculères de réactfs sont attentes pour V B = 10,0 ml? On dra qu'on a attent l'équvalence du ttrage. Le volume versé pour attendre l'équvalence est appelé le volume équvalent. À l équvalence, on a ajouté eactement la quantté de matère d ons hydroyde nécessare pour consommer tous les ons oonum présents ntalement dans l échantllon dosé. Ic les coeffcents stœchométrques des réactfs étant de 1, on a versé autant d'ons HO qu'l y avat d'ons H 3 O + dans la soluton ntale. On n a plus cette égalté s les coeffcents stœchométrques des réactfs ne sont pas égau. Epérence n 5 : au-delà de l équvalence Ajouter encore de l'hydroyde de sodum dans la soluton ml par ml jusqu'à V B = 15,0 ml. 14. Comment évolue la conductvté de la soluton? 15. Compléter un tableau d'avancement pour V B = 1,0+1,0+ +1,0 = 15,0 ml de soude versée. Ajout de 15,0mL de soude c B = 0,10 mol.l 1 dans 10,0 ml d'acde chlorhydrque c A = 0,10mol.L 1 (+100mL eau) ma = 16. Quel est le réactf lmtant? 17. Recoper et compléter la phrase suvante : Lorsque l'équvalence est., l y a changement de réactf.. Interprétaton 1: Pourquo σ augmente au delà de l'équvalence? 18. Que devennent les ons HO et Na + ajoutés lorsque l'équvalence est dépassée? 19. Cette réponse est-elle en accord avec l'évoluton de la conductvté constatée? Justfer.

4 II. Ttrage d'une soluton d'acde chlorhydrque par une soluton d'hydroyde de sodum L'objectf est de détermner la quantté de matère nconnue d'ons oonum présente dans une soluton aqueuse d'acde chlorhydrque, en la ttrant par une soluton d'hydroyde de sodum de concentraton connue. Mettre en place le dspostf du ttrage : Soluton ttrante : soude Na + (aq) + HO (aq) Soluton ttrée : acde chlorhydrque H 3 O + (aq) + Cl (aq) c B = 0,20 mol.l 1 Attenton, rncer la burette avec la soluton ttrante avant de procéder au ttrage car la concentraton a changé par rapport au I. a. Fare un schéma légendé du dspostf de ttrage. Réalser le ttrage, pour cela : Ajouter progressvement la soluton d'hydroyde de sodum. c A nconnue à détermnée V A = 50,0 ml et ajouter envron 150mL d'eau dstllée Après chaque ajout, agter pus arrêter l agtaton avant de mesurer la conductvté de la soluton. Poursuvre les mesures jusqu'à attendre V B = 25,0 ml. V B ( ml ) σ ( ms.cm 1 ) V B ( ml ) σ ( ms.cm 1 ) b. Tracer σ = f(v B ). c. Décrre l'allure du graphe obtenu. d. Interpréter l'évoluton de la conductvté σ pour les dfférentes partes du graphe. e. Détermner graphquement la valeur du volume équvalent noté V Béq. f. À l'équvalence, quelle est la relaton entre ntale n + et H3O versée nho? g. Eprmer lttéralement la concentraton en ons oonum c A de la soluton en foncton de c B, V Béq et V A. Calculer sa valeur.

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