PARTIE AGIR CH23 CONTROLE DE LA QUALITE : DOSAGE PAR TITRAGE DIRECT DOSAGE PAR TITRAGE CONDUCTIMETRIQUE Corrigé
Connaissances et compétences exigibles : Équivalence dans un titrage ; repérage de l'équivalence pour un titrage conductimétrique.
Interpréter qualitativement un changement de pente dans un titrage conductimétrique.
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1. Tracer le graphe f(VA) sur atelier scientifique. Commenter son allure.
Avant l’équivalence, les ions H3O+ versés sont consommés, et consomment un ion OH-, les ions Cl- ajoutés ne compensent pas la baisse de conductivité due à la baisse de la quantité d’ions OH-, la conductivité baisse.
Après l’équivalence, tous les OH- sont consommés. Les H3O+ ajoutés font augmenter la conductivité de manière importante.
2. Tracer les deux portions de droites du graphe et repérer leur point d'intersection. Ce point, noté E, est appelé point d'équivalence. Déterminer le volume équivalent VE correspondant.
VE =9,3 mL
3. Imprimer le graphe
4. Ecrire l'équation de la réaction support du titrage.
H3O+ (aq)+ OH- (aq)2 H2O(l)
2 4 6 8 10 12 14 16 18
VA (ml) 0,1
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
σ, σm, x2, x, x1 (ms/cm)
5. Exprimer la quantité n0 d'hydroxyde de sodium présente initialement dans le bécher en fonction de cB et de VB.
n0 = CBxVB
6. Exprimer la quantité nE d'acide chlorhydrique apportée à l'équivalence en fonction de cA et de VE. nE = CAxVE
7. A l'équivalence, établir la relation entre n0 et nE.
A l’équivalence les réactifs sont en proportions stœchiométriques n0 = nE
8. En déduire la relation entre cA, cB, VE et VB. CBxVB = CAxVE CB= CAxVE /VB
9. Calculer la concentration cB en hydroxyde de sodium de la solution SB. CB= 2.510-2 x9,3.10-3 /10.0.10-3 = 2,3.10-2 mol.L-1 10. En déduire la concentration c0 de la solution commerciale S0.
La solution a été diluée 100 fois donc c0 =100 CB =2,3 mol.L-1
11. En utilisant les données de l'étiquette de la solution commerciale, calculer la concentration c en hydroxyde de sodium du déboucheur liquide indiquée par le fabricant et comparer avec la concentration c0 calculée. (compliqué ! il est plus simple de faire l’inverse)
Calculer la masse m(sol) d’un litre de solution de déboucheur sachant que la masse volumique de la solution est μ(sol) = 1099 g.L-1.
m(sol) = 1099 g
Calculer la masse m(NaOH) d’hydroxyde de sodium présente dans un litre de solution, à partir du résultat du titrage.
m(NaOH) = CxVxM = 2.3x1x40 = 92g ( M = 23+16+1 =40g.mol-1)
Calculer le pourcentage massique en hydroxyde de sodium P(NaOH) dans la solution :
p (NaOH) = 92/1099 = 0,0837 =8,4 %
Comparer avec l’indication de l’étiquette en calculant un écart relatif.
(10-8,4/10 )x100 =16% d‘erreur
Méthode plus compliquée Calcul de la concentration partir de la donnée de l’étiquette 10% en masse signifie qu’il y a 10 g de soude dans 100g de solution.
Comme 1L de solution pèse 1099g cela fait 10 g dans (100/1099) Litre Soit Cm =10x1099/100 =109,9 g.L-1
Soit C = Cm/M =109,9/40 = 2,74 mol.L-1
De la même manière il vient ( 2,74 - 2,3/2,74)x100 =16%
Pour aller plus loin
1°) On admet que dans les conditions de l’expérience :
L’incertitude relative sur la concentration CB de la solution SB satisfait à la relation :
Déterminer un encadrement de la concentration CB. En déduire celui de la concentration C0.
(𝑈(𝐶𝑏) 𝐶𝑏 )
2
= (0,1. 10−2 2,5. 10−2)
2
+ (0,1. 10−3 9,3. 10−3)
2
+ (0,1. 10−3 10. 10−3)
2
= 1,8.10 − 3
U(Cb) / Cb =4,2.10-2 U(Cb) =4,2.10-2 x2,3.10-2 =9,8.10-4 mol.L-1 Un seul chiffre significatif on arrondi à 10 soit 10.10-4 =0,1.10-2 Cb = (2,3 ± 0,1) x10-2 mol.L-1 encadrement 2,2.10-2 < Cb < 2,4.10-2 mol.L-1 Co = 2,3 ± 0,1 mol.L-1 2,2 < C0 < 2,4mol.L-1
