Classe: TS Nom-Prénom:
TP
Chimie-C06
Détermination du titre
alcalimétrique de l'eau de St-Yorre
1- Objectifs
Les objectifs de ce travail sont de:
- Doser un produit de la vie courante.
- Réaliser un dosage acido-basique par conductimétrie.
- Vérifier l'indication portée sur une étiquette.
- Déterminer le titre alcalimétrique total (TAC) d'une eau minérale.
2- Introduction
Les ions hydrogénocarbonate fréquemment nommés ions bicarbonate (HCO3–) constituent la forme basique du couple CO2, H2O/HCO3– (pKA1=6,37) mais aussi la forme acide du couple HCO3–/CO32–(pKA2=10,32).
Ces ions sont présents dans de nombreuses eaux minérales naturelles et en particulier dans les eaux de Bâdoit, Perrier ou Saint Yorre.
Le but de ce travail consiste à doser les ions hydrogénocarbonate contenus dans l'eau de St-Yorre afin d'en déterminer la teneur, exprimée en mg.L-1.
Le dosage des ions hydrogénocarbonate (forme base) par une méthode pH-métrique à l'aide d'un acide comme l'acide chlorhydrique est délicat car le saut de pH est peu marqué.
La méthode proposée sera une méthode conductimétrique associée à une méthode colorimétrique, l'indicateur coloré étant le vert de bromocrésol.
La forme acide (HInd) de cet indicateur est jaune si pH<3,8, la teinte sensible est verte si 3,8<pH<5,4 et la forme basique (Ind–) est bleue si pH>5,4.
3- Principe de manipulation
Une eau minérale (Saint Yorre) sera dosée par une solution d'acide chlorhydrique.
Le dosage est suivi par conductimétrie en étudiant l'évolution de la conductivité σ du milieu réactionnel lors de l'ajout progressif de la solution d'acide chlorhydrique.
Au préalable, cinq ou six gouttes de vert de bromocrésol seront versées dans le milieu
Burette contenant la solution titrante
Conductimètre Bêcher contenant la
solution à titrer Agitateur
Les mesures effectuées permettront de tracer la courbe représentative des variations de σ en fonction du volume VA d'acide ajouté.
4- Protocole expérimental et suivi conductimétrique
Etalonner la cellule conductimétrique et sélectionner le calibre 2mS.cm–1.
Remplir la burette avec la solution titrante d'acide chlorhydrique SA (CA=1,0.10–1mol.L-1) et ajuster à la graduation 0.
Dans le bêcher de 250mL, verser 20,0mL d'eau minérale (solution à titrer), prélevés à l'aide d'une pipette jaugée de 20,0mL, ajouter 200mL d’eau distillée mesurés avec une éprouvette graduée de 100mL. Ajouter dix gouttes de vert de bromocrésol dans le bêcher.
Introduire un barreau aimanté et placer le bêcher sur un dispositif d'agitation magnétique (agitation très modérée).
Rincer puis sécher minutieusement la cellule conductimétrique et l'introduire dans le bêcher.
Relever la conductivité initiale du milieu réactionnel (VA=0mL).
Ajouter progressivement la solution d'acide chlorhydrique, relever la conductivité du milieu réactionnel 30s après l'ajout ou dès la stabilisation de sa valeur après avoir arrêté l’agitation.
Compléter le tableau suivant:
VA(mL) 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
(mS.cm-1) Couleur
VA(mL) 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5
(mS.cm-1) Couleur
VA(mL) 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17 17,5 18,0 18,5 19,0
(mS.cm-1) Couleur
VA(mL) 19,5 20,0 20,5 21,0 21,5 22,0 22,5 23,0 23,5 24,0 24,5 25,0
(mS.cm-1) Couleur
4- Exploitation des résultats
Tracer la courbe de titrage conductimétrique.
Déterminer graphiquement les coordonnées du point équivalent.
= mS.cm-1 VAE = mL
La valeur trouvée est-elle compatible avec les observations faites lors du dosage?
Ecrire l'équation de la réaction entre l'acide chlorhydrique et l'eau puis celle qui traduit la réaction entre le dioxyde de carbone et l'eau.
Ecrire l'équation de la réaction entre les ions oxonium et les ions hydrogénocarbonate.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
VA(mL)
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8
2,0 (mS.cm-1)
Déterminer la constante de la réaction entre les ions oxonium et les ions hydrogénocarbonate.
On donne Ke=[H3O+].[HO–] avec Ke=1,0.10–14 à 25°C. Cette réaction est-elle totale?
Justifier.
Ecrire les relations à l'équivalence.
Quelle est la nature des bulles de gaz observées en fin de dosage ?
On utilise les notations suivantes:
nB: Quantité initiale d'ions hydrogénocarbonate dans le bécher nH3O+: Quantité d'ions oxonium versés à l'équivalence
CA: Concentration de l'acide chlorhydrique dans la solution SA
VAE: Volume équivalent de la solution titrante
CB: Concentration des ions hydrogénocarbonate dans l’eau de Saint Yorre VB: Volume d’eau de Saint Yorre utilisé
Déterminer la quantité puis la concentration en ions hydrogénocarbonate contenus dans 20mL d'eau de Saint Yorre.
En déduire la teneur en ions hydrogénocarbonate en l'exprimant en g.L-1.
Critiquer le résultat en vous aidant des informations figurant sur l'étiquette de la bouteille.
Par convention, le titre alcalimétrique complet (TAC) d'une solution correspond au volume, exprimé en mL, de solution d'acide chlorhydrique à 0,020mol.L–1nécessaire pour doser10mL de solution en présence de vert de bromocrésol comme indicateur de fin de réaction.
Déterminer puis calculer le titre alcalimétrique complet de l'eau de St-Yorre.
