Thème : Ennoblissement des textiles et des cuirs
Activité 6 : mesure du pH, dilution et neutralisation de solution
Objectifs :
- Définir le pH et connaitre le domaine de pH des solutions acides, basiques et neutre.
- Mesurer le pH d’une solution aqueuse par trois méthodes
- Réaliser une dilution d’une solution pour obtenir une concentration donnée.
- Neutraliser le pH d’une solution avant son rejet.
1) Définition du pH d’une solution aqueuse :
Le pH est une grandeur physique sans unité qui permet de déterminer si une solution est acide, basique ou neutre.
Domaines de pH : et nature des solutions : (à compléter)
2) mesure du pH par différentes méthodes :
Vous disposez de 5 solutions aqueuses :a) avec le papier pH :
Le papier pH est un papier spécial qui est imbibé d’un indicateur universel. Lorsque l’on trempe un morceau de papier pH dans une solution, il prend instantanément la tonalité correspondant au pH du milieu. (cf rondelle colorée)
Pour chaque solution, vous tremperez un petit morceau de papier pH sans le faire tomber dedans. Puis vous observerez la couleur du papier. Indiquer vos résultats dans le tableau ci-dessous :
solutions Soude Eau du
robinet vinaigre Eau de Javel
Acide chlorhydrique Couleur du papier pH
Valeur du pH Nature de la solution
b) mesure avec un indicateur coloré :
Un indicateur coloré est une substance dont la couleur varie suivant le domaine de pH du milieu. Il se trouve sous deux formes, chaque forme ayant sa propre couleur. On appelle zone de virage la plage de pH dans laquelle aucune des deux
vinaigre Acide
chlorhydrique Soude :
Hydroxyde de sodium
Eau de Javel Eau du
robinet
1 2 3 4 5
pH
Exemples d’indicateurs colorés issus de plantes ou légumes : choux rouge, betterave, thé, curcuma, artichaut
Autres exemples d’indicateurs colorés : le Bleu de Bromothymol (BBT), la phénolphtaléine, l’hélianthine, …(cf couleurs des solutions suivant le domaine de pH.
Indicateur colorés Couleur n°1 Zone de virage Couleur n°2
BBT Jaune : pH < 6 Vert : 6 < pH < 7,6 Bleu : 7,6 < pH < 14 hélianthine Rouge orangé : pH < 3,1 orange 3,1 < pH < 4,4 Jaune : 4,4 < pH phénolphtaléine Incolore : pH < 8,2 Rose clair : 8,2 < pH < 10 Rose : 10 < pH On utilisera du BBT.
Verser quelques gouttes dans chaque tube et noter la couleur du BBT : compléter le tableau
solutions Soude Eau du robinet vinaigre Eau de Javel Acide chlorhydrique Couleur du BBT
domaine de pH Nature de la
solution
c) mesure avec un pH-mètre :
Le pH-mètre est constitué d'un boîtier électronique permettant l'affichage de la valeur numérique du pH et d'une sonde de pH constituée d'une électrode de verre permettant la mesure et d'une électrode de référence. En fonction de la concentration en ions hydronium (=oxonium) H3O + , il indique la valeur du pH.
Plus la solution contient d’ions H3O + , plus la valeur du pH est faible.
C’est un appareil qui doit être étalonné au préalable dans deux solutions (pH = 7 et pH = 4) avant de l’utiliser.
Vous plongerez la sonde du pH-mètre dans les différents béchers contenant les solutions. Vous indiquerez la valeur du pH. Il faudra rincer les sondes entre les mesures de pH.
solutions Soude Eau du robinet vinaigre Eau de Javel Acide chlorhydrique pH
Nature de la solution
d) bilan des différentes méthodes de mesure du pH d’une solution aqueuse :
Comparer les trois méthodes : lister les avantages et inconvénients de chaque méthode : mise en œuvre ? rapidité de mesure ? précision ? autre ?
avantages inconvénients
Papier pH
Indicateur coloré
pH-mètre
Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine
Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine
Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine
Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine
Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés Exemples d’indicateurs colorés BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine BBT phénolphtaléine hélianthine
3) Réaliser une dilution d’une solution pour obtenir une nouvelle solution de concentration donnée.
Vous disposez d’une solution d’acide chlorhydrique de concentration Co = 0,5 mol.L1. On l’appellera la solution mère (So).
Objectif : préparer un volume V = 100 mL d’une solution d’acide chlorhydrique de concentration C = 0,2 mol.L1 à partir de la solution (So). On l’appellera la solution fille (Sf).
a) Calculer le nombre de moles N que doit contenir la solution fille (Sf).
Ce nombre N de moles est à prélever dans la solution mère (So).
b) Calculer le volume Vo à prélever dans la solution mère (So).
c) Prélever le volume Vo et le mettre dans un bécher.
d) Expliquer ce qu’il vous reste à faire pour obtenir la solution d’acide chlorhydrique de volume V = 100 mL et de concentration C = 0,2 mol.L1. (matériel, démarche…)
e) Indiquer la méthode pour être précis dans la mesure du volume final.
f) Exécuter votre proposition pour répondre à l’objectif. Faites vérifier.
4) Neutraliser le pH d’une solution avant son rejet.
Vous disposez d’une solution d’hydroxyde de sodium (Na+ ; HO) et de volume V = 100 mL.
a) Mesurer le pH de la solution. Expliquer votre démarche, les outils nécessaires et les consignes de sécurité que vous devez respecter. Indiquer la nature de cette solution (acide, basique, neutre ?)
b) Neutralisation de la solution avant son rejet :
Proposez un protocole permettant de neutraliser la solution d’hydroxyde de sodium avant son rejet dans un récipient de récupération. Faire un schéma.
Solution mère (So)
Concentration Co = 0,5 mol.L1
Solution fille (Sf)
Concentration Cf = 0,2 mol.L1 Volume : V = 100 mL
Schéma du dispositif :
- Placer la pince de Mohr sur l’embout en caoutchouc de la burette pour bloquer l’ouverture. (ou fermer le robinet de la burette).
- Verser dans la burette jusqu’au niveau « 0 » la solution d’acide chlorhydrique. (mettre un pot en verre en dessous de la burette et ôter le surplus si nécessaire)
- Etalonner le pHmètre avec les solutions tampons (PH = 7 puis pH= 4 en rinçant l’électrode du pHmètre entre les réglages)
- Placer le pHmètre dans le bécher.
- Verser une vingtaine de gouttes de l’indicateur coloré le BBT.
Compléter le tableau de mesures suivant :
On verse un volume VA de la solution acide dans le bécher, indiquer le pH du mélange et la couleur du BBT : Bien mélanger à chaque fois avant de prendre la mesure du pH
Procéder jusqu’à neutralisation du mélange.
VA (mL) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
pH BBT
VA (mL) 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5
pH BBT
VA (mL) 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 16,5 17 17,5 18 18,5 19
pH BBT
Donner la valeur du pH au moment où la solution d’hydroxyde de sodium a été neutralisée par l’acide chlorhydrique.
Quelle est la nature du mélange à la neutralisation ? Verser ensuite le mélange dans un bidon de récupération.
