1 Thème : Lois et modèles Partie : Contrôle de la qualité par dosage Cours 16 : Dosages Objectif d un dosage : Déterminer la concentration (ou la quantité de matière) dans une solution. I. Dosage par étalonnage. 1. Avec un spectrophotomètre. On prépare une courbe d étalonnage avec des solutions de concentrations croissantes préparées par dilution d une solution mère de concentration connue. On mesure l absorbance de chaque solution fille. A = k.c La concentration inconnue de la solution étudiée est déterminée graphiquement. 2. Avec un conductimètre. On prépare une courbe d étalonnage avec des solutions de concentrations croissantes préparées par dilution d une solution mère de concentration connue. On mesure la conductivité de chaque solution fille. = k.c La concentration inconnue de la solution étudiée est déterminée graphiquement.
2 II. Dosages par titrage direct. La détermination de la concentration repose sur la recherche de l équivalence. Définition de l équivalence : A l'équivalence, la quantité de matière de l'espèce à doser et la quantité de matière de l'espèce titrante ont été introduites dans les proportions stœchiométriques. A l équivalence, il y a changement de réactif limitant. Question : Compléter en fonction de na et x le tableau d avancement modélisant un titrage direct. Exemple : Détermination de la concentration d un acide fort (H3O + ) par une base forte (OH - ) Equation H 3O + aq OH - aq 2 H 2O Etat initial (mol) 0 n A 0 Excès En cours (mol) x Excès Etat final (mol) Equivalence x f Excès Après l équivalence Excès Questions : Avant l équivalence, le réactif limitant est.. Après l équivalence, le réactif limitant est A l équivalence, la quantité d acide ajouté est équivalente à la quantité de base initialement présente dans les proportions stoechiométriques. na (ajoutée) = nb (initialement présente CAVA = CBVB (E) On connait la concentration CB et le volume de la prise d essai en acide VA. Pour calculer CA, il faut déterminer expérimentalement le volume à l équivalence VB (E) 1. Par conductimétrie. On ajoute goutte à goutte une solution titrante à la solution titrée. On linéarise les deux parties du graphe. (1 ère partie : disparition progressive de l espèce ionique titrée) (2 ème partie : augmentation de l excès de l espèce ionique titrante) On détermine l équivalence en déterminant le volume correspondant au point d intersection des deux parties linéaires.
3 2. Par ph-métrie. On ajoute goutte à goutte une solution titrante à la solution titrée Ex : Solution titrante (base forte) dans la burette Solution titrée dans le bécher (acide faible) On détermine l équivalence par la méthode des tangentes : Remarque : Titrage acide-fort-base forte phe = 7,0 Titrage acide-fort-base faible phe < 7,0 Titrage acide-faible-base forte phe > 7,0 Voir différents exemples en page 4 3. Par colorimétrie (avec ou sans indicateur de fin de réaction). 3.1. Décoloration à l équivalence. 3.2. Décoloration à l équivalence avec indicateur de fin de réaction. Question : Quel est l intérêt d ajouter un indicateur de fin de réaction?
4 1. Quelques exemples de titrages. Dans chaque cas, deux courbes sont représentées : - les valeurs du ph pour chaque volume de solution titrante versée. (en rouge). - La dérivée dph (en bleu). dv Dans chaque cas : - Le volume de solution à titrer est égal à 10,0 ml. - La concentration de la solution titrante est c = 0,020 mol.l -1 Question : Dans chaque cas : - déterminer le volume et le ph à l équivalence par la méthode des tangentes et de la dérivée (Tracer sur chaque graphique les constructions des tangentes). - En déduire la concentration c0 de la solution titrée. dph dv Cas n 1 : Titrage de l acide chlorhydrique (dissociation totale dans l eau) par la soude (dissociation totale dans l eau).
5 Cas n 2 : Titrage d un acide (dissociation partielle dans l eau) par la soude (dissociation totale dans l eau). Cas n 3 : Titrage de la soude (dissociation totale dans l eau) par l acide chlorhydrique (dissociation totale dans l eau). Cas n 4 : Titrage d une base (dissociation partielle dans l eau) par l acide chlorhydrique (dissociation totale dans l eau).