Terminale S Thème Transfo de la matière Chap.3 Programme 2020
TP N°3-1 : Détermination du degré d’un vinaigre
1. Contexte
Une entreprise chimique demande à un laboratoire d'analyses de contrôler le plus précisément possible le degré d’un vinaigre indiqué sur l’étiquette par un dosage
On réalisera d’abord le dosage de la solution de soude utilisée par une solution d’acide chlorhydrique.
Par définition le degré d’un vinaigre correspond à la masse d’acide éthanoïque contenu dans 100g de vinaigre.
2. Précisons et incertitudes
Pour tous les titrages qui vont suivre :
→ la solution titrante (dans la burette) est une solution d'hydroxyde de sodium de concentration cb = (100,0 ± 1) mmo1.L-1
→ la burette est de classe A, l'incertitude élargie est alors 0,03 mL. ce qui signifie par exemple que pour un volume lu de 12,0 mL, la valeur est(12,00 ± 0,03) mL
→ La pipette jaugée est de classe A, l'incertitude élargie est alors 0,02 mL le volume prélevé est donc va = (10,00 ± 0,02) mL
→ L’incertitude sur une mesure unique s’exprime par : si G = G1×GG2
3 alors l’incertitude U(G) s’écrit 𝑈 (𝐺)
𝐺 = √ (𝑈 (𝐺1)
𝐺1 )2+ (𝑈 (𝐺2)
𝐺2 )2+ (𝑈 (𝐺3)
𝐺3 )2 3. Dosage (1) pH-métrique de la solution de soude
La solution de soude présente l’inconvénient de se carbonater, c’est à dire que le dioxyde de carbone qui s’y dissout réagit avec elle en diminuant ainsi sa concentration en ions hydroxyde HO-. Dans un 1er temps on va donc doser cette solution de soude avec une solution d’acide chlorhydrique de concentration connue CHCl = (100,0 ± 1) mmo1.L-1.
Pour pouvoir comparer les 2 courbes qui seront tracées au cours de ce TP on va cependant placer un volume connu d’acide dans le bécher et la soude sera placée dans la burette. Cela nous évitera en outre le nettoyage de la burette lors de la réalisation du 2nd dosage.
3.1. Manipulations( C : Réaliser)
→ Matériel : burette de classe A — solution d'acide chlorhydrique de concentration CHCl — pipette jaugée 10 mL —solution de soude à tester — agitateur magnétique — pH-mètre
étalonné + sonde — bécher 250 mL haut pour le dosage — 2 bechers 50 mL pour les solutions titrante et titrée.
→ Réaliser le montage correspondant au schéma ci-contre en suivant les indications : * Conditionner et remplir la burette avec la solution d'hydroxyde de sodium
* Prélever, avec une pipette conditionnée, 10 mL de la solution connue d’acide chlorhydrique.
* Disposer sous la burette le bécher contenant le volume prélevé (10 mL) de la solution d'acide chlorhydrique et ajouter suffisamment d'eau pour que la sonde du pH-mètre puisse être totalement immergé.
* Règler une agitation modérée.
→ Ajouter successivement les volumes de solution titrante correspondant aux valeurs du tableau .Après chaque ajout de solution titrante, noter la valeur affichée par le pH-mètre après
stabilisation.
Terminale S Thème Transfo de la matière Chap.3 Programme 2020
V( mL) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 pH
V( mL) 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 16,0 17,0 18,0 pH
V( mL) 19,0 20,0 pH
3.2. Exploitations ( C : Valider)
→ Tracer la courbe des variations du pH en fonction du volume de solution titrante ajouté en utilisant les échelles : 1 cm pour 1 mL et pour les pH : 1 cm pour 1 unité pH .
→ Déduire du tracé, en précisant la technique utilisée, le volume équivalent : 𝑉𝑒𝑞
→ A partir de la relation à l’équivalence, calculez la concentration de la solution de soude testée : 𝐶𝐵
→ Exprimez le résultat final sous la forme 𝑪𝑩 ± U(𝑪𝑩 )
4. Dosage (2) pH-métrique de la solution INCONNUE de vinaigre 4.1. Manipulations ( C : Réaliser)
→ Matériel : burette de classe A — solution d'hydroxyde de sodium de concentration ch — pipette jaugée 10 mL — solution diluée de vinaigre — agitateur magnétique — pH-mètre + sonde — bécher 250 mL haut pour le dosage — 2 bechers 50 mL pour les solutions titrante et titrée.
→ Réaliser le montage correspondant au schéma ci-contre en suivant les indications :
* Remplir la burette avec la solution d'hydroxyde de sodium
* Disposer sous la burette le bécher contenant le volume prélevé (10 mL)
de la solution diluée de vinaigre et ajouter suffisamment d'eau pour que la sonde du pH-mètre puisse être totalement immergé
* Régler une agitation modérée.
→ Ajouter successivement les volumes de solution titrante correspondant aux valeurs du tableau (feuille bilan). Après chaque ajout de solution titrante, noter la valeur affichée par le conductimètre après stabilisation.
V( mL) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 11,2 11,4 pH
V( mL) 11,6 11,8 12,0 12,2 12,4 12,6 12,8 13,0 13,2 13,4 13,6 13,8 14,0 14,2 pH
V( mL) 14,4 14,6 14,8 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 19,0 20,0 pH
4.2. Exploitations ( C : Valider)
→ Tracer la courbe des variations du pH en fonction du volume de solution titrante ajouté en utilisant les échelles : 1 cm pour 1 mL et pH : 1 cm pour 1 unité pH.
→ Déduire du tracé, en précisant la technique utilisée, le volume équivalent : 𝑉𝑒𝑞
→ A partir de la relation à l’équivalence, calculez la concentration de la solution diluée de vinaigre testée : 𝐶𝑉
→ Exprimez le résultat final sous la forme 𝐶𝑉 ± U(𝐶𝑉 )
→ Ecrivez les 2 réaction des dosages (1) et (2), quels sont les couples en jeu ?
→ Ecrivez la relation à l’équivalence et déduisez la concentration de la solution de soude puis celle du vinaigre diluée.
→ Calculez la concentration de la solution mère de vinaigre( La solution mère a été diluée 10 fois ).
→ Calculez le degré de ce vinaigre et comparez le au « 8° » indiqué sur la bouteille ( % d’erreur ).
→ Quelle valeur de pKa lit-on sur le graphe ? conclusion.
