Chap 6 : Titrage ph-métrique Exercices

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1 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 1 sur 9 Chap 6 : Titrage ph-métrique Exercices Exercice n 4 p179 1 Le réactif titrant est l hydroxyde de sodium : il est placé dans le bécher Le réactif titré est l acide méthanoïque : il est placé dans la burette gradué burette graduée acide méthanoïque potence bécher solution d hydroxyde de sodium barreau aimanté agitateur magnétique Il est a noté que c est fréquemment l inverse qui est effectué : à savoir le réactif titré dans le bécher et le réactif titrant de concentration connue avec précision, dans la burette graduée! Un usage ne vaut pas lieu de loi! 2 La formule de l acide méthanoïque est HCOOH La réaction est une réaction acido-basique La formule de l ion hydroxyde est HO (aq) La base conjuguée de l acide méthanoïque est l ion méthanoate L acide conjugué de l ion hydroxyde est l eau H 2 O! L équation de la réaction de titrage est donc : HCOOH (aq) + HO (aq) = HCOO (aq) + H 2O (l) 3 La solution placée dans le bécher est une solution basique Son ph est donc supérieur à 7 Au fur et à mesure que l acide est versé, le ph de la solution diminue Il s agit donc de la courbe de droite! 4 Le volume à l équivalence, correspond au volume d acide versé à l équivalence Notons le V A,E L équation de la réaction de titrage montre que l acide méthanoïque et les ions hydroxyde réagissent mole à mole Un tableau d avancement permettrait de déterminer l avancement à l équivalence : n acide x éq = 0 et n base x éq = 0 En effet à l équivalence les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques Par conséquent : x éq = n acide = n base et donc c A V A,E = c B V B Ainsi : c A = c BV B V A,E AN : c A =,, = 2,910 2 moll 1, Exercice n 5 p179 1 Même schéma que dans l ex 4 La soude (réactif titrant) est placée dans la burette graduée et la solution contenant l acide ascorbique (réactif titré) ou vitamine C est placée dans un bécher 2 L acide ascorbique noté HA possède une base conjugué : A (aq) (C 6H 7 O 6 (aq) ) L acide conjugué de l ion hydroxyde HO (aq) est l eau H 2O! L équation de la réaction de titrage est donc : HA (aq) + HO (aq) = A (aq) + H 2O (l) 3 Courbe ph = f(v B )

2 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 2 sur 9 12 ph En utilisant la méthode des tangentes, on peut déduire du graphique précédent ph = f(v B ) que le volume versé à l équivalence d hydroxyde de sodium est V B,E = 5,3 ml 5 L équation de la réaction de titrage montre que l acide ascorbique et les ions hydroxyde réagissent mole à mole Un tableau d avancement permettrait de déterminer l avancement à l équivalence : n acide x éq = 0 et n base x éq = 0 En effet à l équivalence les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques Par conséquent : x éq = n acide = n base et donc n acide = c B V B,E AN : n acide = 5, ,310 3 = 2, mol M(C 6 H 8 O 6 ) = 6 M(C) + 8 M(H) + 6 M(O) = 6 12, , ,0 = 176,0 gmol 1 m(c 6 H 8 O 6 ) = n(c 6 H 8 O 6 ) M(C 6 H 8 O 6 ) = 2, ,0 = 47 mg La masse d acide ascorbique contenue dans comprimé est de 47 mg Exercice n 12 p181 1 Pour prélever 4,2 ml on utilise une pipette graduée de 5,0 ml ou 10,0 ml en utilisant des gants et des lunettes de protection en plus de la blouse Lorsque l on dilue un acide il est important de toujours versé l acide dans l eau et non l inverse En effet la dissolution d un acide est une réaction exothermique, ce qui signifie qu il y a libération d énergie thermique de la part du système chimique Cette énergie échauffe le milieu et peut provoquer des projections Si le milieu est initialement de l acide, les projections seront très acides et ceci est évidemment très dangereux Si ce milieu est de l eau, l échauffement sera moindre, et l on évitera les projections 2 Par définition P(HCl) = m HCl m sol et sol = m sol V sol Déterminons la concentration molaire de la solution S 0 d acide chlorhydrique : c 0 = n HCl V sol = m HCl M HCl Vsol Or m(hcl) = P(HCl) m sol Ainsi c 0 = P HCl m sol = P HCl sol M HCl V sol M HCl c 0 est en moll 1 P(HCl) est un nombre sans dimension, m sol s exprime en gl 1 et M(HCl) en gmol 1 : c est cohérent AN : c 0 = P HCl sol = 0, = 12 moll 1 M HCl 36,5 La solution S a été diluée d un facteur F = V = V, par rapport à la solution S 0 La concentration de la solution S est donc de l ordre de c F = 12 4,2/500 = 0,10 moll 1 3 a Le réactif titrant est l hydroxyde de potassium : il est placé dans le bécher Le réactif titré est l acide chlorhydrique diluée (solution S) : il est placé dans la burette gradué Vb (ml)

3 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 3 sur 9 burette graduée acide chlorhydrique bécher solution d hydroxyde de potassium Il est a noté que c est fréquemment l inverse qui est effectué : à savoir le réactif titré dans le bécher et le réactif titrant de concentration connue avec précision, dans la burette graduée! b La solution aqueuse d acide chlorhydrique a pour formule : (H 3 O + (aq) + Cl (aq)) : l acide présent en solution est donc l ion oxonium H 3 O + (aq) car l acide chlorhydrique est totalement dissocié dans l eau! L équation de la réaction de titrage est donc : H 3 O + (aq) + HO (aq) = 2 H 2O (l) Cette réaction correspond à la réaction inverse de la réaction d autoprotolyse de l eau Or la réaction d autoprotolyse de l eau possède une constante d équilibre K e = (produit ionique de l eau) Par conséquent la réaction de titrage possède comme constante d équilibre K = K e = (K est l inverse de K e!) c Courbe ph = f(v S ) 14 ph En utilisant la méthode des tangentes, on trouve V S,E = 8,3 ml A l aide d un tableau d avancement à l équivalence : n acide x éq = 0 et n base x éq = 0 En effet à l équivalence les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques Par conséquent : x éq = n acide = n base et donc n S = n(ho (aq) ) ainsi c SV S,E = c B V B et donc c S = c BV B V S,E Vs (ml)

4 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 4 sur 9 AN : c S = 4, ,310 3 = 9,610 2 moll 1 La concentration de la solution S est de 9,610 2 moll 1 Déterminons la concentration de la solution S 0 : c 0 = c S F = 9,610 2, = 11 moll 1 4 Un bon indicateur coloré pour effectuer ce titrage est un indicateur dont le pk A est proche du ph à l équivalence Notons que le pk A d un indicateur coloré est souvent noté pk i Il s agit du titrage entre les ions oxonium et l eau A l équivalence, le ph est donc égal à 7! Dans le rabat de première page cherchons l indicateur coloré le mieux adapté Il s agit du bleu de bromothymol (BBT)! Il passe du bleu (milieu initialement basique) au jaune! Exercice n 14 p182 1 La réaction (1) est une réaction d oxydoréduction et non une réaction acido-basique En effet il n y a pas d échange de proton H + entre espèces réactives 2 Le sodium disparaît complètement d après le texte Il s agit donc du réactif limitant Par conséquent l éthanol est introduit en excès par rapport à l éthanol Calculons les quantités de matière initiales en éthanol n éth et en sodium n Na n éth = m éth La masse volumique de l éthanol est donc m éth = V éth Ainsi : n éth = V éth M éth M éth AN : n éth = = 0,34 mol,,, n Na = m Na M Na AN : n Na =,, = 4,310 2 mol Le sodium est bien le réactif limitant puisque la réaction (1) montre que les réactifs réagissent mole à mole et que la quantité de matière de sodium initialement introduite est nettement inférieure à celle du de l éthanol 3 Le réactif limitant disparaissant complètement, la réaction (1) peut être considéré comme totale La quantité de matière d ion éthanolate formée est égale à la quantité de matière de sodium ayant disparue (x max ) : n éthanolate = 4,310 2 mol 4 L acide conjugué de l ion éthanolate est l éthanol : CH 3 CH 2 OH 5 CH 3 CH 2 O (aq) + H 2O (l) = CH 3 CH 2 OH (aq) + HO (aq) 6 La solution S est une solution contenant de l hydroxyde de sodium en milieu aqueux et de l éthanol Une telle solution sera notée (CH 3 CH 2 OH (aq) + Na + (aq) + HO (aq) ) 7 Voir schéma dans les ex précédents 8 L équation de la réaction de titrage est : H 3 O + (aq) + HO (aq) = 2 H 2O (l) K = K e = a L équivalence peut être repérée par un suivi ph-métrique, puis en utilisant la méthode des tangentes ou en déterminant l extremum de la courbe dérivée dph dv A On peut également repérer l équivalence par un suivi conductimétrique ou bien par changement de teinte d un indicateur coloré (BBT) b D après l équation de la réaction de titrage : n(h 3 O + (aq) ) E = n(ho (aq) ) E = C A V AE = 2, mol c La quantité de matière précédente est présente dans V B = 10 ml de la solution S de volume 200 ml La solution S contient donc 2, = 2,14 20 = 4,310 2 mol Ce résultat est le même que la quantité de matière établie à la question 2 Par conséquent les réactions (1) et (2) sont des réactions totales Exercice n 15 p183 I Identification d un indicateur coloré 1 Par définition : = x f = [H O + (aq) ] car [H 3 O + (aq) x max C ] = x f V et C 0 = x max ph 10 donc = = 4,18 V C 2, = 22,8 % Le taux d avancement final est inférieur à 1 (100 %), la réaction est donc limitée, et l acide n est que partiellement dissocié 2 K A = [Ind ] éq [H O + (aq) ] éq Or d après l équation de la réaction entre HInd et l eau, [Ind ] éq = [H 3 O + (aq) [HInd] ] éq et d après la loi éq de conservation de la matière C 0 = [Hind] éq + [Ind ] éq, donc [HInd] éq = C 0 [Ind ] éq Par conséquent : [H O + (aq) K A = ] éq C [H O + (aq) ] = ph éq C =, ph, =, 1,9510 5

5 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 5 sur 9 3 pk A = log K A = 4,71 La pk A de l indicateur coloré est égale à 4,71 Ce qui signifie que sa zone de virage est proche de 3,7 5,7 En effet pour ph = 3,7, la forme acide est 10 fois plus concentrée que la forme basique de l indicateur et pour ph = 5,7 la forme basique est 10 fois plus concentrée que la forme acide Il s agit donc du vert de bromocrésol donc la zone de virage est (3,8 5,4) Par ailleurs le pk A de cet indicateur vaut bien 4,7 d après les données! II Dosage d une solution d acide chlorhydrique concentrée 1 L équation de la réaction de titrage est : H 3 O + (aq) + HO (aq) = 2 H 2O (l) K = K e = Le volume versé à l équivalence se détermine en traçant les deux portions de droite et en cherchant l abscisse de leur intersection Sur le graphique, on détermine V E = 11,0 ml 3 D après l équation de la réaction de titrage, à l équivalence : n(h 3 O + (aq) ) E = n(ho (aq) ) E Or n(h 3 O + (aq) ) E = C 1 V 1 et n(ho (aq) ) E = C B V E, donc C 1 V 1 = C B V E Par conséquent C 1 = C BV E =,, = 1, moll 1 V, 4 La solution S 0 est 1000 fois plus concentrée donc C 0 = 11,0 moll 1 5 m 0 = n 0 M(HCl) = C 0 V sol M(HCl) = 11,0 1 36,5 = 401 g 6 La solution S 0 a une masse volumique de 1160 gl 1, donc un litre de solution pèse 1160 g 7 Par définition : P(HCl) = m HCl = = 34,6 % Le pourcentage massique en acide chlorhydrique est effectivement m sol supérieur à 33 %, l indication de l étiquette du flacon est donc correcte 8 L indicateur coloré, et donc la solution, passe du jaune au bleu lors du titrage Le BBT est mieux adapté car son pk A est plus proche du ph à l équivalence (ph E = 7,0) Exercice n 17 p184 1 a L équation de la réaction de titrage est : NH + 4(aq) + HO (aq) = NH 3(aq) + H 2 O (l) b Courbe ph = f(v B ) 14 ph V B (ml) c Le ph à l équivalence est V BE = 12,0 ml n(nh + 4(aq) ) E = n(ho (aq) ) E Or n(nh + 4(aq) ) E = C A V A et n(ho (aq) ) E = C B V BE Ainsi C A V A = C B V BE Par conséquent C A = C BV BE =,, = 3,010 2 moll 1 V A, Cette méthode est très peu précise En effet la variation de ph est faible au voisinage du point d équivalence et le saut de ph est donc peu marqué 2 a Voir les schémas des exercices précédents Le bécher contient une sonde conductimétrique b Avant l équivalence : la conductivité diminue En effet lors du titrage les ions ammonium disparaissent et l on obtient des espèces moléculaires qui ne conduisent pas le courant électrique Les ions ammonium sont en fait remplacés par des ions sodium Na + (solution d hydroxyde de sodium ajoutée : Na + + HO ) On remplace des ions de conductivité molaire ionique égale à 7,34 msm 2 mol 1 (ions ammonium) par des ions de conductivité molaire ionique égale à 5,01 msm 2 mol 1 (ion sodium) Après l équivalence : On ajoute des ions HO et Na+ donc la conductivité augmente Elle augmente par ailleurs fortement car les ions hydroxyde ont une conductivité molaire ionique très élevée (19,9 msm 2 mol 1 )

6 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 6 sur 9 c D après la courbe = f(v B ), le changement de pente est obtenue pour V BE = 20,0 ml C A = C BV BE =,, = 3,010 2 moll 1 V A La valeur obtenue est identique, donc en accord, avec la valeur obtenue à la question 1c d La méthode la plus précise est la méthode conductimétrique car le volume à l équivalence est déterminé avec une meilleure précision Exercice n 18 p185 1 Étude de la réaction entre une solution aqueuse d acide ascorbique et une solution aqueuse d hydroxyde de sodium 1 HA (aq) + HO (aq) = A (aq) + H 2O (l) 2 a Par définition, en solution suffisamment diluée, [H 3 O + (aq) ] éq = 10 ph = 10 4,0 = 1,010 4 moll 1 En solution aqueuse la réaction d autoprotolyse de l eau est toujours vérifiée Ainsi K e = [H 3 O + (aq) ] éq[ho (aq) ] éq Donc [HO (aq) ] K éq = e [H O + (aq) ] = 1, ,010 4 = 1, moll 1 Ainsi n f (HO (aq) ) = [HO (aq) ] éqv sol = [HO (aq) ] éq(v A + V B ) = 1, (20, ,010 3 ) = 2, mol b tableau d avancement : équation de la réaction HA (aq) + HO (aq) = A (aq) + H 2O (l) état du système avancement n(ha (aq) ) n(ho (aq) ) n(a (aq) ) n(h 2O (l) ) état initial (en mol) état final (en mol) 0 x f n 0 (HA) = C A V A = 1, ,010 3 = 2,010 4 n f (HA) = 2,010 4 x f n 0 (HO (aq) ) = C B V B = 2, ,010 3 = 1, n f (HO (aq) ) = n 1,010 4 f (A(aq) x ) = x f f = 2, = 1,010 4 solvant La quantité de matière dans l état final en ion hydroxyde est : n f (HO (aq) ) = 1,010 4 x f Cette quantité de matière est par ailleurs égale à 2, mol Par conséquent x f = 1, , = 1,010 4 mol! c Les résultats de la question 2b montrent que x f = x max = 1,010 4 mol Par conséquent le taux d avancement final est égal à 1 et la transformation est totale! Elle peut donc être utilisée pour effectuer un titrage car par ailleurs les réactions acidobasiques sont des réactions rapides! 2 Dosage colorimétrique d un comprimé de vitamine C burette graduée solution d hydroxyde de sodium bécher solution d acide ascorbique ph-mètre 1 2 Le ph à l équivalence est, d après la courbe ph = f(v B ), proche de 8,0 Par conséquent il convient de choisir un indicateur coloré donc le pk A est proche de 8,0, donc dans la zone de virage est pratiquement comprise entre 7,0 et 9,0 L indicateur correspondant à ces critères et donc le mieux adapté sera le rouge de crésol

7 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 7 sur 9 3 L équivalence correspond au changement de réactif limitant : au cours d un dosage, à l équivalence le mélange des réactifs est stœchiométrique 4 n(ah (aq) ) E = n(ho (aq) ) E Or n(ho (aq) ) E = C B V BE Ainsi n(ah (aq) ) = C B V BE Par conséquent n(ah (aq) ) = 2, ,410 3 = 2, mol 5 Si 10,0 ml de solution S contiennent 2, mol d acide ascorbique alors 100,0 ml en contiennent 2, mol m(ah) = n(ah)m(ah) = n(ah)m(c 6 H 8 O 6 ) = 2, ,0 = 0,507 g = 507 mg L indication «vitamine C 500» correspond à la masse d acide ascorbique, exprimée en mg, contenue dans un comprimé Sujets BAC : Évolution de la réaction de l ammoniac avec l eau page Détermination du quotient de réaction par ph-métrie 11 La solution étant diluée 10 fois, le facteur de dilution F = 10 Par conséquent F = c c 1 = V 1 V Ainsi pour préparer un volume V 1 = 50,0 ml de solution S 1, il faut prélever un volume V 0 = V F =, = 5,0 ml de solution S 0 12 On prélève à l aide d une pipette jaugée de 5,0 ml le volume V 0 de solution S 0, que l on introduit dans une fiole jaugée de 50,0 ml On ajuste jusqu au trait de jauge avec de l eau distillée, puis on homogénéise la solution en retournant la fiole jaugée, bouchée, deux ou trois fois 13 Le ph de la solution S 1 est connu : ph = 11,62 Par conséquent, puisque K e = [H 3 O + (aq) ] S1[HO (aq) ] S1, il vient : [HO (aq) ] K S1 = e K [H O + (aq) ] = e éq 10 ph =, =, 4, moll 1 Cette valeur est donc cohérente avec l indication [HO (aq) ] S1 = 4,210 3 moll 1 fournie dans l énoncé 14 Tableau d avancement exprimé en moles pour un volume V 1 = 1,0 L équation de la réaction NH 3(aq) + H 2 O (l) = HO (aq) + NH+ 4(aq) état avancement n(nh 3(aq) ) n(h 2 O (l) ) n(ho (aq) ) n(nh+ 4(aq) ) initial 0 n 1 = c 1 V 1 = = 1,09 1,0 = 1,1 0 0 en cours x n 1 x = 1,1 x x x excès final x f = 4,210 3 n f (NH 3(aq) ) = n 1 x f = 1,1 x f x f = 4,210 3 x f = 4,210 3 n max (NH 3(aq) ) = n 1 maximal x max = 1,1 x max 1,1 x max = 0 x max = 1,1 x max = 1, = x f =, = 3,810 3 = 0,38 % Le taux d avancement est très faible, par conséquent, la réaction est très x max, limitée x f 16 Q r1 = [HO (aq) ] f[nh + 4(aq) ] f V x f V = or V = 1,0 L donc Q r,1 =, = 1,610 5 [NH ] f n f NH aq, V Le quotient de réaction dans l état final est égal à la constante d équilibre, ou quotient de réaction à l équilibre Q r,éq Par conséquent le système a attient un état d équilibre dans l état final 2 Détermination du taux d avancement final de la réaction de l ammoniac avec l eau par conductimétrie 21 Hypothèse 21a [HO (aq) ] hyp = [HO (aq) ] S = 4,210 5 moll 1 De même [NH + 4(aq) ] hyp = [NH+ 4(aq) ] S Et [NH 3 ] hyp = [NH ] S = 1,110 2 moll 1 = 4,210 5 moll 1 21b Q r,hyp = [HO (aq) ] hyp[nh + 4(aq) ] hyp = (4,210 5 ) 2 [NH ] hyp 1,110 2 = 1,610 7 = Q r 21c Q r,hyp < Q r,éq : le système n est donc pas à l équilibre! L hypothèse est donc invalide : les quantités de matière ont changé lors de la dilution

8 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 8 sur 9 22 Conductimétrie 22a = 0,114 mscm 1 =, S m = 11,410 3 Sm 1 22b = (NH + 4(aq) )[NH+ 4(aq) ] S2 + (HO (aq) )[HO (aq) ] S2 22c D après le tableau d avancement : [HO (aq) ] S2 = [NH + 4(aq) ] S2 Ainsi : [HO (aq) ] S2 = NH + 4(aq) HO (aq) AN : [HO (aq) ] 11,410 S2 = 3 19, , = 0,418 molm 3 = 0, moll 1 = 4, moll 1 22d 2 = x f = [HO (aq) ] = 4, x max C 1,110 2 = 0,038 = 3,8 % 22e Lorsque la solution est diluée, le taux d avancement augmente L hypothèse émise en 21 est infirmée Sujets BAC : Les indicateurs colorés naturels de la cuisine à la chimie page Sans Calculatrice 1 Des indicateurs colorés en cuisine 11 Un indicateur coloré acido-basique est une espèce chimique dont la forme acide et la forme basique n ont pas la même couleur (au moins l une des formes est colorée) La teinte d une solution contenant un indicateur coloré acido-basique dépend donc du ph de la solution 12 En présence de vinaigre le chou rouge prend une teinte violette Le ph est donc compris entre 4 et 6 : le vinaigre est donc une solution dont le ph est inférieur à 7 : c est une solution acide En présence de détergent, le chou rouge prend une teinte verte Le ph est donc compris entre 9 et 12 Le détergent est une solution dont le ph est supérieur à 7 : c est une solution basique 2 Des indicateurs colorés pour les titrages 21 Dilution du vinaigre Pour diluer dix fois, il faut utiliser une pipette jaugée dont le volume est 10 fois plus faible que le volume de la fiole jaugée dans laquelle on prépare la solution La seule verrerie permettant d effectuer un titrage avec précision est la fiole jaugée de 200,0 ml et la pipette jaugée de 20,0 ml NB : une éprouvette graduée n est pas une verrerie de précision 22 Réaction de titrage 22a HA (aq) + HO (aq) = A (aq) + H 2O (l) 22b Pour V B = 6,0 ml, le point d équivalence n est pas encore atteint Le réactif limitant est donc le réactif titrant, soit les ions hydroxyde HO (aq) 22c x max = n i (HO (aq) ) = C BV B = 1, ,010 3 = 6,010 4 mol 22d Sur la courbe, on peut noter que pour un volume V B = 6,0 ml, ph = 5,0 Par définition : [H 3 O + (aq) ] = 10 ph et [HO (aq) ] = K e [H O + (aq) ] = pke = ph 10pH pke = 10 5,0 14,0 = 1,010 9 moll 1 n f (HO (aq) ) = [HO (aq) ]V sol = [HO (aq) ](V eau + V A + V B ) = 1, = 7, mol 22e f = x f Or x f = n i (HO (aq) x ) n f(ho (aq) ) = n i(ho (aq) ) car n f(ho (aq) ) est négligeable devant n i(ho (aq) ) max Par conséquent f = 1! La transformation est totale! 23 Détermination par titrage de la concentration molaire en acide éthanoïque apporté du vinaigre 23a On peut utiliser la méthode des tangentes, toutefois la méthode de la dérivée est plus facile et plus précise L extremum de la dérivée (ici un maximum) correspond au volume équivalent : V BE = 10,0 ml 23b n(ah) E = n(ho (aq) ) E Or n(ah) E = C A V A et n(ho (aq) ) E = C B V BE Ainsi C A V A = C B V BE Par conséquent C A = C BV BE =,, = 1,010 1 moll 1 V A, La solution commerciale est dix fois plus concentrée, donc C 0 = 1,0 moll 1 24 Retour historique 24a La constante d équilibre de la réaction d équation : HA ind + H 2 O (l) = A ind + H 3O + (aq) a pour expression : K i = [A ind ] éq[h O + (aq) ] éq Donc [A ind ] éq = [HA ind ] éq [HA ind ] éq [A ind ] éq [HA ind ] éq = pki ph = 10pH pki K i [H O + (aq) ] Or [H 3 O + (aq) ] = 10 ph et K i = 10 pki, donc : éq

9 Terminale S Chimie Chapitre 6 : Titrage ph-métrique Page 9 sur 9 24b Artichaut Betterave V B (ml) 9,8 10,1 9,8 10,1 [A ind ] éq 10 6,5 7,5 = [HA ind ] éq 10 1,0 = 0,10 Couleur de la couleur forme acide : 10 10,5 7,5 = 10 6,5 11,5 = 10 10,5 11,5 = 10 3,0 = 1, ,0 = 1, ,0 = 1,010 1 Couleur de la forme basique : jaune Couleur de la forme acide : rouge Couleur de la forme acide : rouge incolore 24c Le seul indicateur utilisable pour ce titrage est l extrait d artichaut 24d Un vinaigre coloré rendrait difficile la détermination de l équivalence car le changement de teinte serait difficilement visible Sujets BAC : Quelques surprises dues au dioxyde de carbone dans l air page 189 Sans calculatrice 1 Préparation et titrages d une solution aqueuse d hydroxyde de sodium ou soude 11 Nous savons que m(naoh) = n(naoh)m(naoh) Or n(naoh) = c(naoh)v sol, donc : m(naoh) = c(naoh)v sol M(NaOH) AN : m(naoh) = 0, ,0 = 0,4 g Il faut donc prélever une masse égale à 0,4 g 12 On prélève quatre pastilles de soude que l on introduit dans une fiole jaugée de 1 L 13 Pour préparer 100 ml de cette solution à la même concentration, il aurait fallu une masse de soude dix fois plus faible Or cela aurait représenté 0,4 pastilles de soude ce qui aurait été difficile à prélever! 14 On choisir une solution d acide chlorhydrique de concentration 0,010 moll 1, voisine de la concentration de la base que l on souhaite titrer En effet cela permettra d avoir un volume équivalent proche de 10,0 ml et donc d utiliser une burette de 20,0 ou de 25,0 ml pour réaliser le titrage 15 Voir schéma des exercices précédents 16 Lors du premier titrage, la quantité de matière d acide chlorhydrique introduit a réagi avec la soude initialement présente : C A V E = n i (HO ) Au bout de trois jours la quantité de matière de base titrée est : n(ho ) + n(co ) Or n(ho ) = n i (HO ) 2x et n(co ) = x Par conséquent : C A V E = n i (HO ) x < n i (HO ) Ainsi v E < V E 2 Farces et attrapes : la tache qui disparaît [acide] > [base] [acide] = [base] [base] > [acide] Avant l ajout de soude, la solution est incolore, l espèce acide prédomine, le ph est donc inférieur à 9,3 Après ajout de soude, le ph augmente et la solution devient bleue 23 HA (aq) + HO (aq) = A (aq) + H 2O ( l) 24 K = domaine de prédominance de la forme acide 9,3 pk A 10,5 [A (aq) ] éq [HA aq ][HO (aq) ] = [A (aq) ] éq[h 3 O + (aq) ] [HA aq ][HO (aq) ][H 3O + (aq) ] = K a K A2 domaine de prédominance de la forme basique AN : K =, = 6,1103, 25 La teinte de la forme basique de la thymolphtaléine est bleue car en milieu basique, la solution est devenue bleue 26 La dissolution de dioxyde de carbone, selon l équation proposée en introduction de l exercice fait diminuer le ph et pourrait expliquer également que le pourcentage de forme acide augmente devant celui de forme basique et donc que la solution se décolore ph