Réaliser un dosage, c est déterminer, avec la plus grande précision possible, la concentration d une espèce chimique en solution.

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1 Lycée Paul CEZANNE Aix-en-Provence Terminale S Réforme Réaliser un dosage, c est déterminer, avec la plus grande précision possible, la concentration d une espèce chimique en solution. Un dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration d une espèce en solution en comparant une grandeur physique, caractéristique de la solution, à la même grandeur physique mesurée dans des solutions étalon. La grandeur physique mesurée peut être l absorbance, la conductivité électrique, etc. La détermination se fait soit par lecture graphique sur une courbe d étalonnage, soit par calcul à partir de l équation modélisant le graphe. Le dosage par étalonnage est une méthode non destructive car elle ne met pas en jeu de réaction chimique. Loi de BEER-LAMBERT : l absorbance A d une espèce chimique en solution diluée est proportionnelle à la concentration molaire C de cette espèce : A k C Avec l absorbance A (sans unité), la concentration C (en mol.l ) et le coefficient k en L.mol - A,6,,,,6,, C ( mol.l - ) Courbe d étalonnage A = f (C) associée à l échelle de teinte du bleu patenté. C est une droite passant par l origine. Limites de la méthode : La solution colorée doit être suffisamment diluée (< - mol.l - ) ; Le spectrophotomètre ne doit pas saturer (l idéal étant une absorbance telle que A <,). Contrôle de la qualité par dosage

2 Lycée Paul CEZANNE Aix-en-Provence Terminale S Réforme Loi de KOHLRAUSCH : la conductivité d une solution diluée pour une espèce ionique dissoute est proportionnelle à la concentration molaire apportée C en soluté. σ = k C Avec en S.m -, C en mol.l - et k en S.L.m -.mol - (ms.cm - ),,,6,, C (mmol.l - ) Courbe d étalonnage = f (C) associée aux solutions étalon de chlorure de sodium. C est une droite passant par l origine. Limites de la méthode : La solution ionique doit être suffisamment diluée ( C mol.l ) Elle ne doit contenir qu un seul soluté ionique. Un dosage par titrage direct met en jeu une réaction chimique. La réaction doit être quantitative, c est-à-dire totale, rapide et unique. Un réactif titrant, de concentration connue, réagit avec un réactif titré, dont on cherche à déterminer la concentration. Le réactif titré peut être placé, selon les circonstances, dans le bécher ou la burette graduée. Le suivi du titrage peut être réalisé de différentes façons : par colorimétrie, par ph-métrie ou par conductimétrie. Pour le dosage colorimétrique, si aucun des réactifs n est coloré, on ajoutera un indicateur coloré. Pour les dosages ph-métrique et conductimétrique, on utilise une sonde : cette dernière ne doit pas être trop près du turbulent ni des parois, elle doit aussi être bien immergée Contrôle de la qualité par dosage

3 Lycée Paul CEZANNE Aix-en-Provence Terminale S Réforme L équivalence d un titrage est atteinte lorsqu on a réalisé un mélange stœchiométrique du réactif titrant et du réactif titré. Les deux réactifs sont alors totalement consommés. Le repérage de l équivalence dépend de la technique utilisée. Les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques, on peut donc directement écrire d après le tableau d avancement : Équation a A b B c C d D État initial n i (A) n i (B) mol mol État intermédiaire Avancement maximal n i (A)- a x n i (B)- b x c x d x n i (A)- a x max n i (B)- b x max c x max d x max n A n B a b c d n i i f C n f D Un titrage conductimétrique peut être envisagé lorsque la réaction fait intervenir des ions. Si au cours de la réaction la dilution est négligeable, le graphe = f (V) est constitué de deux droites. Le point d intersection de ces deux droites permet de repérer l équivalence du titrage 3 (en ms.cm - ),5,5,5 Dosage conductimétrique d un volume V sulfate de sodium à la concentration C,mL de solution de chlorure de baryum par une solution de,mol.l V,eq = 5,3 ml V (en ml) Contrôle de la qualité par dosage

4 Lycée Paul CEZANNE Aix-en-Provence Terminale S Réforme Un titrage ph-métrique peut être envisagé lorsque la réaction support de titrage est une réaction acido-basique. Lors d un titrage ph-métrique, la brusque variation de ph permet de repérer l équivalence par deux méthodes : La méthode des tangentes parallèles ; dph La méthode de la dérivée f ' V ; dv L exemple est pris ici avec le dosage du volume initial C,. mol.l A par une solution d hydroxyde de sodium à la concentration VA,mL d acide chlorhydrique à la concentration C,. mol.l B. ph 6 V NaOH (en ml),,, 6,,,,, 6,,,,, On trace les deux tangentes parallèles à la courbe, l une située avant le saut de ph et l autre située après ; On trace ensuite la parallèle équidistante à ces deux tangentes. L intersection de cette troisième droite permet de déterminer le volume versé à l équivalence. ph 6 V NaOH (en ml),,, 6,,,,, 6,,,,, L équivalence du titrage correspond au maximum de la courbe dérivée. Contrôle de la qualité par dosage

5 Lycée Paul CEZANNE Aix-en-Provence Terminale S Réforme Lors d un titrage, on peut envisager la méthode colorimétrique si l un des réactifs et / ou des produits sont colorés : un changement de teinte du mélange réactionnel permet de repérer l équivalence. Ce repérage peut être facilité par l utilisation d un indicateur coloré de fin de réaction (par exemple le thiodène lors du dosage du diiode). Pour des titrages ph-métriques, on peut utiliser un indicateur coloré acido-basique : c est un couple acide/base dont les deux espèces n ont pas la même teinte. Exemples d indicateurs colorés avec zone de virage : NOM DE L'INDICATEUR ZONE DE VIRAGE CHANGEMENT DE COULEUR Vert de malachite, -, Jaune - vert Jaune d'alizarine R,9-3,3 Rouge - jaune Bleu de bromophénol 3, -,6 Jaune - bleu Héliantine 3, -, Rouge - Jaune Rouge d'alizarine S 3,7-5, Jaune - violet Vert de bromocrésol 3, - 5, Jaune - bleu Rouge de méthyle, - 6, Rouge - jaune Bleu de résorcine, - 6, Rouge - bleu Bleu de bromothymol 6, - 7,6 Jaune - bleu Rouge de crésol 7, -, Jaune - rouge Phénolphtaléine, -, Incolore - rose Rouge d'alizarine S, -, Violet - jaune Jaune d'alizarine R, -, Jaune - violet Vert de malachite,5-3, Vert - incolore Carmin d'indigo,6 - Bleu - jaune Un titrage doit être réalisé avec beaucoup de soin. En effet, plusieurs sources d erreurs peuvent avoir pour conséquence une incertitude sur les résultats de la mesure : Incertitudes liées aux manipulations (ajustement des niveaux, lecture du volume équivalent sur la burette) ; Incertitude liée à la méthode de titrage employée (méthodes de résolution graphique, méthode visuelle) ; Enfin, incertitudes liées à la verrerie (,ml pour une pipette jaugée,,ml pour une burette graduée). Contrôle de la qualité par dosage