Classe de TS TP N°9 Chimie
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TP N°9 : TITRAGE CONDUCTIMETRIQUE DU VINAIGRE
I Manipulations :
II Questions :
1) Dilution au 1/10e du vinaigre commercial :
La solution mère de vinaigre est diluée 10 fois donc Ca = Cvin/10
Au cours de la dilution, il y a conservation de la matière donc Cvin×Vvin = Ca×Va soit mL 10 10 V Cvin V C Vvin = = = a a a
Prélever 10 mL de la solution mère de vinaigre avec une pipette jaugée de 10 mL préalablement rincée avec la solution mère ; les introduire dans une fiole jaugée de 100 mL que l’on aura rincée à l’eau distillée et contenant initialement de l’eau distillée. Ajouter de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge et homogénéiser la solution en agitant.
2) Schéma du titrage conductimétrique :
3) Equation de la réaction de titrage :
Bilan des espèces chimiques introduites : H2O ; CH3COOH ; Na+ ; HO
-La réaction de dosage doit être totale. C’est la réaction entre l’acide le plus fort (CH3COOH) et la base la plus forte (HO-) : CH3COOH (aq) + HO- (aq) = CH3COO- (aq) + H2O (l)
4) Constante d’équilibre de cette réaction et conclusion :
.
:
1
sup
tan
10
10
10
K
)
COO
COOH/CH
(CH
K
]
O
[H
]
[HO
COOH]
[CH
]
O
[H
]
COO
[CH
]
[HO
COOH]
[CH
]
COO
[CH
K
2 , 9 14 8 , 4 3 3 A 3 3 3 3 3 3totale
réaction
à
érieure
très
est
te
cons
cette
e=
=
=
×
×
×
=
×
=
− − − + − + − − − Volume de solution d’hydroxyde de sodium versé à l’équivalence : Vb,E = 10,7 mL conductimètre Agitateur magnétique 10 mL de solution diluée de vinaigre prélevée avec une pipette jaugée de 10 mL solution d’hydroxyde de sodium Vb,E = 10,7 mLBécher Burette
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5) Concentration molaire de l’acide éthanoïque dans la solution diluée de vinaigre :
Equation de la
réaction CH3COOH (aq) + HO
(aq) = CH3COO- (aq) + H2O (l)
Etat initial CaVa CbVb,E 0 Excès
En cours CaVa – x = 0 CbVb – x = 0 x Excès
A l’équivalence CaVa – xE = 0 CbVb,E – xE = 0 xE Excès
A l’équivalence les réactifs sont totalement consommés :
xE = CaVa = CbVb ,E d’où : 1 1 a E b, b a 0,107mol.L 10 7 , 10 10 V V C C − − = × = × =
(Dans toute cette question, Ca correspond à la solution diluée de vinaigre)
6) Concentration molaire de l’acide éthanoïque dans le vinaigre commercial : Cvin = 10 Ca = 1,07 mol.L-1
7) Degré d’acidité du vinaigre dosé :
Pour un volume de 100g de vinaigre : (ac : acide éthanoïque) mac = nac×Mac = Ca×Va×Mac d’après la formule n = C×V
Or on a aussi pour le vinaigre : µ = m/V donc V = m/µ : mac = 1.07 60 1020 100 × × = × ×Ca Mac µ m
On trouve mac = 6.3g d’où le degré du vinaigre est de 6.3
Comparaison avec l’étiquette : Ecart relatif : 100 5% 6 6 3 , 6 = ×
− . Le résultat expérimental est compatible avec l’indication de l’étiquette. 8) Evolution de la conductivité ionique du mélange lors de l’ajout de la solution de soude :
Avant l’équivalence, la conductivité du mélange est : σ = λ0 (CH3COO-) [CH3COO-] + λ0 Na+ [Na+]
Lors de l’ajout de la solution d’hydroxyde de sodium les ions hydroxyde sont totalement consommés mais les concentrations en ion sodium et éthanoate augmentent, d’où la conductivité du mélange augmente.
Après l’équivalence : σ = λ0 (CH3COO-) [CH3COO-] + λ0 (Na+) [Na+] + λ0 (HO-) [HO-]
Les ions hydroxyde ne sont plus consommés et leur concentration dans le mélange augmente au cours de l’ajout de la solution de soude, la quantité en ions éthanoate reste constante mais celle des ions sodium continue à augmenter ; d’autre part la conductivité molaire ionique des ions hydroxyde est beaucoup plus importante que celle des ions sodium et éthanoate. Donc la conductivité de la solution augment davantage à chaque ajout de solution d’hydroxyde de sodium et on observe un changement important de la pente de la droite.
