TP n°6 Chimie Partie C : Effectuer des contrôles de qualité Classe : Spéc.
Dosages par titrages directs
I/ Méthode générale
On effectue un dosage par titrage direct lorsqu’on fait réagir le réactif à titrer avec le réactif titrant introduit en quantité connue à l’aide d’une burette graduée.
La réaction d’un titrage doit être totale, rapide et la seule à se produire.
A l’équivalence du dosage, le réactif titré et le réactif titrant sont introduits dans les proportions stoechiométriques.
L’équivalence est repérée par un changement de teinte (dû à l’un des réactifs ou lié à l’ajout d’un indicateur coloré), ou par le tracé d’une courbe donnant l’évolution du pH ou de la conductivité de la solution.
Schéma du montage :
II/ Dosage acido-basique
On cherche à vérifier la concentration d’ions hydrogénocarbonate contenus dans l’eau Évian. On dose cette eau avec une solution aqueuse d’acide chlorhydrique de concentration CA = 0,020 mol.L-1.
Données :
- CO2,H2O / HCO3– : pKA = 6,4 - HCO3– / CO32– : pKA = 10,3
Zone de virage
Vert de bromocrésol : Jaune 3,8 – 5,4 Bleu Phénolphtaléine : Incolore 8,2 – 10 Rose
a) Tracer le diagramme de prédominance pour les deux couples acido-basiques de l’ion hydrogénocarbonate. Comment peut-on qualifier cet ion ?
b) A l’aide des pKA montrer que l’ion carbonate est quasi inexistant dans l’eau d’Évian.
c) Ecrire l’équation chimique de la réaction de ce dosage et calculer sa constante d’équilibre K Manipulation :
- Préparer la burette graduée en y plaçant la solution titrante d’acide chlorhydrique.
- Introduire 50,0 mL d’eau Évian ainsi qu’un barreau aimanté propre dans un becher d’au moins 100 mL.
- Placer ce becher sur un agitateur magnétique et y plonger la sonde du pH-mètre. Ajouter quelques gouttes de vert de bromocrésol.
- Allumer le pH-mètre et démarrer l’agitation (attention à la sonde du pH-mètre).
- Noter la valeur du pH initial, puis ajouter millilitre par millilitre l’acide chlorhydrique en relevant dans un tableau, à chaque ajout, la valeur indiquée par le pH-mètre lorsqu’elle est stable ainsi que le volume d’acide versé. Penser à resserrer les mesures (de 0,5 mL en 0,5 mL) lorsque la variation du pH
commence à être importante.
Exploitation des résultats :
Page - 1 - Burette graduée
Robinet
Agitateur magnétique Barreau aimanté Solution titrante
Potence Pince
Becher Solution à titrer
Solution titrante Solution dont on
connaît précisément la concentration
Solution à titrer Solution dont on
cherche à déterminer la concentration
Évian (mg/L)
Calcium 78 Bicarbonate 357
Magnésium 24 Sulfate 10
Sodium 5 Chlorure 4,5
Potassium 1 Nitrate 3,8
Silice 13,5 – pH = 7,2
TP n°6 Chimie Partie C : Effectuer des contrôles de qualité Classe : Spéc.
a) Le pH indiqué sur l’étiquette est-il en accord avec la valeur initiale relevée par le pH-mètre ? b) Tracer la courbe pH = f(VA) avec VA le volume d’acide versé.
c) Citer les deux méthodes graphiques permettant de repérer l’équivalence. Utiliser l’une d’entre elle pour déterminer le volume d’acide versé à l’équivalence noté Véq.
d) A l’aide du graphe, discuter le choix de l’indicateur utilisé pour déterminer l’équivalence de ce dosage.
e) Déterminer la concentration molaire CB de l’ion hydrogénocarbonate et en déduire sa concentration massique. Comparer cette valeur à celle lue sur l’étiquette de la bouteille d’Évian.
Le titre alcalimétrique (T.A.) d’une solution est égal au volume, exprimé en mL, de solution d’acide
chlorhydrique à 0,020 mol.L-1 nécessaire pour titrer 100 mL de cette solution en présence de phénolphtaléine.
Le titre alcalimétrique complet (T.A.C.) d’une solution est égal au volume, exprimé en mL, de solution d’acide chlorhydrique à 0,020 mol.L-1 nécessaire pour titrer 100 mL de cette solution en présence de vert de
bromocrésol.
f) Quelle(s) espèce(s) dose-t-on lorsque l’on cherche à déterminer le T.A. d’une eau ? g) Même question pour le T.A.C.
h) Calculer le T.A. et le T.A.C. pour l’eau d’Évian.
III / Dosage d’oxydoréduction
Pour doser les ions ferreux contenus dans une solution aqueuse, on utilise comme solution titrante du permanganate de potassium acidifié.
a) Compléter le schéma ci-contre
b) Sachant que les ions ferreux sont oxydés, écrire la demi-équation électronique correspondante.
c) Les ions permanganates violets sont réduits en ions manganèse Mn2+ incolores lors de cette réaction.
Ecrire la demi-équation électronique correspondante.
d) En déduire l’équation bilan de la réaction.
e) Justifier que le permanganate soit acidifié pour cette réaction.
f) Expliquer comment l’équivalence est observée. L’agitation est-elle nécessaire ?
g) Sachant que la concentration de la solution titrante est C1 = 0,010 mol.L-1, et que le volume de cette solution versé pour atteindre l’équivalence est de V1 = 12,6 mL, déterminer la concentration C2 en ions ferreux dans les 20,0 mL (V2) de solution dosée.
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Le permanganate de potassium est un oxydant très puissant utilisé dans un grand nombre de
réactions chimiques en laboratoire comme dans l'industrie. Il s'utilise en solution diluée pour l'antisepsie en dermatologie ou en gynécologie. Il est très toxique pour les organismes aquatiques.
Formule brute : KMnO4
Aspect : Solide violet inodore (Tfus = 270°C - M = 158,04 g.mol-1)
