C08 : TITRAGE PHMETRIQUE D’UN PRODUIT DOMESTIQUE
Objectif : Doser par des mesure de pH un produit de la vie courante, le Destop. C’est un produit vendu dans le commerce pour déboucher les canalisations. Sa substance active est l’hydroxyde de sodium. On dispose d’une solution titrante d’acide chlorhydrique de concentration cA=2,0.10-1 mol.L-1.
I. ETUDE PRELIMINAIRE 1. La réaction de dosage
Ecrire l’équation de la réaction entre l’acide chlorhydrique et l’hydroxyde de sodium en solutions
A l’équivalence d’un dosage, quelle est la relation entre les quantités de matière des ions hydronium et hydroxyde mélangés?
2. La solution de DESTOP
L’étiquette du produit commerciale indique un pourcentage massique égal à 20% en hydroxyde de sodium. Afin de déterminer la concentration c0 de la solution, on pose sur une balance de précision une fiole jaugée de 100mL, on tare puis on complète jusqu’au trait de jauge avec du DESTOP. La balance indique une masse m=120,18g.
Déterminer la masse du soluté d’hydroxyde de sodium NaOH contenu dans un litre de solution pour en déduire la concentration de la solution.
On souhaite obtenir une solution diluée de DESTOP tel que la concentration désirée soit de l’ordre de 0,1 à 0,15 mol/L. On dispose du matériel suivant : fiole de 25, 50, 100 et 250 mL et pipettes jaugées de 2, 5, 10 et 20 mL.
Proposer un protocole puis préparer une solution diluée à partir du Destop commerciale.
II. EXPERIENCE 1. Le dosage pHmètrique
Remplir la burette de solution titrée d’acide chlorhydrique et ajuster son niveau au zéro.
Prélever 20,0 mL de la solution précédemment diluée et les verser dans un bécher.
Placer le bécher sous la burette et sur l’agitateur magnétique (avec le barreau aimanté).
Etalonner le pHmètre puis la sortie analogique du capteur à l’aide de synchronie (fiche méthode n°7) en utilisant deux solutions tampon pH=7 puis pH=9 (entrer « pH-mètre initio » pour le nom du descripteur puis « pH » pour le nom)
Plonger la sonde du pH-mètre dans la solution. Mettre l’agitateur en fonctionnement.
Calculer l’ordre de grandeur du volume d’acide à verser pour être au voisinage de l’équivalence.
Paramétrer synchronie : Menu paramètres :
Entrée 0 : acquisition en mode pas à pas et instantanée, choisir le capteur pH-mètre initio, fenêtre 1 cochée Entrée 1 : volume (en mL) en mode pas à pas au clavier, pas de fenêtre à cocher (car cette variable est en abscisse) Onglet Fenêtres : volume en abscisse (min=0 maxi=25) et en ordonnée Min=0 et Max=14
Au départ, verser la solution d’acide mL par mL en faisant l’acquisition à chaque fois du pH. A l’approche du volume calculé pour l’équivalence, diminuer le volume des ajouts d’acide (0,5 mL ou même moins), afin d’obtenir des mesures plus serrées.
Déterminer à l’aide de la dérivée du pH par rapport au volume le point d’équivalence E et ses coordonnées.{VAE, pHE}
La solution commerciale est très concentrée en hydroxyde de sodium. il est nécessaire de la diluer avant de la doser.
Examiner le pictogramme figurant sur l’étiquette du déboucheur et noter les précautions à prendre pour manipuler ce produit.
2. Le dosage colorimétrique
Le repérage de l’équivalence est obtenue grâce au changement de couleur de l’indicateur coloré. Reporté sur votre graphique les zones de virages des indicateurs colorés suivants puis indiquer celui qui peut être utilisé comme indicateur de fin de dosage.
Indicateur Hélianthine Bleu de bromothymol Phénolphtaléine
Zone de virage 3,1 – 4,4 6,0 – 7,6 8,2 – 10,0
Refaire le dosage d’un prélèvement de 20,0 mL de solution diluée de déboucheur à l’aide de la solution titrée d’acide chlorhydrique à 2,0.10-1 mol.L-1, en ajoutant quelques gouttes de l’indicateur coloré. Noter la valeur de VAE
pour laquelle on obtient le virage de l’indicateur.
III. EXPLOITATION DES RESULTATS 1. Exploitation du dosage pHmétrique
Calculer la quantité de matière (en mol) d’acide chlorhydrique, nAE, versé à l’équivalence.
En déduire la concentration CB en ions hydroxyde de la solution diluée de DESTOP.
En tenant compte de la dilution, calculer alors la concentration c0 de la solution commerciale en hydroxyde de sodium.
Le produit contient-il exactement 20% d’hydroxyde de sodium en masse, comme l’indique l’étiquette ?
Calculer l’écart relatif entre le résultat expérimental et l’indication de l’étiquette
2. Exploitation du dosage colorimétrique
Calculer à nouveau la concentration cB en ions hydroxyde de la solution diluée de DESTOP et comparer les valeurs obtenues par les 2 méthodes (pHmétrique et colorimétrique)
3. La réaction est-elle totale ?
A partir de la valeur du pH obtenu pour V = 6 mL (avant l’équivalence), calculer la quantité d’ions H3O+ restante (en mol) puis la quantités d’ions H3O+ introduite (état initial).
A l’aide d’un tableau d’avancement, en déduire le taux d’avancement final de la réaction. Que peut-on dire alors de la transformation subie par le système ?
C08 : TITRAGE PHMETRIQUE D’UN PRODUIT DOMESTIQUE Matériel (salle info)
Par groupe :
agitateur magnétique
pHmètre Jeulin Initio
solutions tampons 7et 9
burette
4 pots
1 bécher de 100mL
poire à pipeter
1 pipette jaugée à 2 traits de 20 mL
1 fiole de 100 mL avec bouchon
1 pipette jaugée de 2 mL
3 petits flacons de BBT, hélianthine et phénolphtaleine
pipette plastique
pissette d’eau distillée
papier Joseph
Au bureau
lunettes, gants
un flacon de Destop avec son étiquette
solution d’acide chlorhydrique à 0,2 mol/L (précise) prévoir 1L par classe
