Le titrage est un procédé qui sert généralement à déterminer la concentration inconnue de substances. Dans cette expérience, tu dois ajouter des gouttes d’une solution de concentration connue d’hydroxyde de sodium à un bécher contenant une concentration connue d’acide sulfurique jusqu’à ce qu’il y ait neutralisation. Le nombre de moles de chaque réactif peut ensuite être calculé à partir des volumes présents, de sorte que leur rapport puisse être comparé au rapport des coefficients dans l’équation équilibrée.
Matériel
• 1 bécher de 50 mL
• 3 micropipettes
• indicateur à la phénolphtaléine
• cylindre gradué 10 mL
• eau distillée
• solution 0,1 mol/L de NaOH
• solution 0,1 mol/L de H2SO4 Démarche
1. À l’aide d’un cylindre gradué 10 mL et d’une micropipette, compte et inscris le nombre de gouttes ajoutées pour obtenir 1,0 mL d’eau distillée. Répète cette étape deux autres fois.
REMARQUE : pour maximiser la reproductibilité et la précision des résultats, tiens la micropipette verticalement et appuie sur la poire doucement. Évite de faire entrer des bulles d’air dans la tige de la pipette, car tu pourrais obtenir des demi-gouttes ou des quarts de gouttes.
2. Ajoute 5 mL d’eau distillée et une goutte d’indicateur à la phénolphtaléine à un bécher de 50 mL. Mélange bien en faisant tourner le liquide dans le bécher.
3. Utilise une deuxième micropipette (pour éviter la contamination des solutions) pour ajouter 20 gouttes d’une solution 0,1 mol/L de H2SO4 au bécher. Mélange bien la solution.
4. Avec une troisième micropipette, ajoute la solution 0,1 mol/L de NaOH goutte à goutte jusqu’à ce que la couleur de la solution soit permanente. Mélange doucement la solution après l’ajout de chaque goutte en la faisant tourner lentement dans le bécher. Inscris le nombre de gouttes nécessaires pour atteindre le point de virage (la fin du titrage).
REMARQUE : le point de virage correspond au moment où une goutte d’un acide ou d’une base change de façon permanente la couleur de l’indicateur utilisé pour le titrage.
5. Rince le contenu des béchers dans l’évier en faisant couler beaucoup d’eau (le rinçage final doit être fait à l’eau distillée) et répète les étapes 2 à 4 deux autres fois (trois au total).
*Les nombres de gouttes des trois essais ne doivent pas différer de plus d’une goutte. Si tu as fait une erreur, si tu manques le point de virage ou si tu as oublié de compter des gouttes, recommence l’essai. N’efface pas tes résultats, mais indique ce qui a mal fonctionné.
Tableau des données quantitatives
Analyse
1. Écris une équation moléculaire équilibrée pour la réaction.
2. Dessine une représentation particulaire de la réaction équilibrée.
3. Calcule le nombre moyen de gouttes nécessaires pour obtenir 1,0 mL d’eau distillée.
4. D’après les données obtenues à l’étape 2, calcule le volume de NaOH ajouté pour chaque essai.
5. Calcule le nombre moyen de moles de NaOH nécessaires pour neutraliser l’échantillon de H2SO4.
6. D’après les données obtenues à l’étape 2, calcule le volume de H2SO4 ajouté pour chaque essai.
7. À partir de l’équation équilibrée, détermine le nombre moyen de moles présentes dans l’échantillon de H2SO4.
8. Utilise les coefficients de l’équation équilibrée pour déterminer le rapport entre le nombre de moles d’hydroxyde de sodium et de moles d’acide sulfurique.
9. Utilise le nombre de moles obtenu aux étapes 4 et 5 pour déterminer le rapport entre le nombre de moles d’hydroxyde de sodium et d’acide sulfurique.
Conclusion
Indique la relation stœchiométrique entre l’hydroxyde de sodium et l’acide sulfurique.
Essai Gouttes d’eau dans 1,0 mL
1 2 Moyenne : 3
Volume d’eau
utilisé (mL) Gouttes d’acide
sulfurique Volume d’acide
Questions
1. a) Dessine une représentation particulaire de la réaction entre l’hydroxyde de baryum et l’acide sulfurique.
b) Écris l’équation moléculaire équilibrée pour la réaction entre l’hydroxyde de baryum et l’acide sulfurique.
c) Utilise les coefficients de l’équation équilibrée pour calculer le volume d’hydroxyde de baryum nécessaire pour réagir avec 20 mL d’acide sulfurique.
2. a) Dessine une représentation particulaire de la réaction entre l’hydroxyde d’aluminium et l’acide sulfurique
b) Écris l’équation moléculaire équilibrée de la réaction entre l’hydroxyde d’aluminium et l’acide sulfurique.
c) Utilise les coefficients de l’équation équilibrée pour calculer le volume d’hydroxyde d’aluminium nécessaire pour réagir avec 30 mL d’acide sulfurique.
Sources d’erreur
Quelles seraient des sources d’erreur possibles pour cette activité de laboratoire?
Quelles erreurs auraient pu se produire dans ton activité de laboratoire?
annexe 13 : laboratoire de titrage – Renseignements pour l’enseignant Objectif
Démontrer la stœchiométrie d’une réaction de neutralisation entre un acide fort et une base forte.
Observations qualitatives
eau distillée liquide clair, incolore acide sulfurique liquide clair, incolore hydroxyde de sodium liquide clair, incolore phénolphtaléine liquide clair, incolore Tableau des données quantitatives
Essai Gouttes d’eau dans 1,0 mL
1 23
Moyenne : 20 0,858 69 2,96
Calculs
1. 2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
2. La taille de la molécule illustrée n’est pas une représentation fidèle de la taille réelle du composé.
3. 23 + 24 + 23/3 = 23,3 gouttes
Les réponses varieront. Par exemple, le rapport stœchiométrique entre l’hydroxyde de sodium et l’acide sulfurique dans l’équation équilibrée est de 2 pour 1, alors que le rapport expérimental est de 3,45 pour 1.
Questions 1. a)
b) Ba(OH)2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(aq) + 2H2O(l)
c) Le volume d’hydroxyde de baryum nécessaire pour réagir avec 20 mL d’acide sulfurique est de 20 mL.
b) 2Al(OH)3(aq) + 3H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l)
c) Le volume d’hydroxyde d’aluminium nécessaire pour réagir avec 30 mL d’acide sulfurique est de 20 mL.
Sources d’erreur
Parmi les sources d’erreur possibles, mentionnons l’étalonnage de la micropipette et du cylindre gradué et l’exactitude des concentrations des solutions utilisées.