[PDF] TP 21 DOSAGE PAR TITRAGE - SIMULATION A. Titrage dune

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TP21

DOSAGEPARTITRAGE-SI MULATI ON

Rappelsdecours

Solutiontitrante:Solutionutilis´eepour letitrageetdontlaconcentrationes tconnue. Solutiontitr´ee:Solutiondontonsouhaited ´etermine rl aconcentration.

Equivalence:M´elangeparticulierpou rlequellesr´eactifsont´et´eintr oduitsdan slesproportions

Lepoi ntd'´equivale ncepeutˆetred´etermin´epar: •colorim´etriegrˆace`aunchange mentde couleu rbrutalaucoursdutitrage. •pHm´ etriegrˆace`alam´e thoded estangen tesoulam´ethodedelad´eri v´ee. •conductim´etriegrˆace`aunchan gementd epente brutaldelaconductivit´e. A.Titraged'unesolutiond'acide´ ethano¨ ıque

Onsouhai tedoserunesolutionS

A d'acide´ethano¨ıquep arunesolutiondeS B soude.Leprotocole exp´erimentalindique: •Verser10,0mLdeS A dansunb´e cher. •Rajouter20mLd'eau. •ImmergerlasondepH-m´etr ique. •Chargerlaburettea vecla solutionS B .(C B =0,10 mol·L !1 •ReleverlepHdum´elanger´ eaction nelenf onctiond uvolumeV B desoud evers´e.

Onobtie ntlacourbesuivante( Simulat ion):

115

21Dosagepartitr age-Simula tion

1. Etablirl'´equationbil andelar´eactiondedosage.

2.Apr`esavoirvul'ani mationsurlam´ ethode destangentes,d´eterminergr aphiquemen tlevolu me`a

l'´equivalenceV E parcet tem´ethode.

3.D´eterminerlaconcentrationmolaireC

A enacid e´ethano¨ıque delasolutionS A

4.Calculervotreerreurrel ativesachantque C

r´ef´erence =0, 12mol·L !1

5.Calculerletitremassiqu eenacid e´ethano¨ıque.

6.Peut-onutiliserlerou gedem´ethylecommeindicateu rcolor´ epourcedosage sachantq uesateinte

sensiblecorrespond`aunpHc omprisentre4,2et6,2?

7.D´eterminerlecrit`erepermettantde choisir unindicateurcolor´eadapt´eaut itragedel'acide

´ethano¨ıque.

B.Titraged'unesolutiondesoude

Ledos aged'unesolu tionS

B d'hydroxydeparunesolutionS A d'acidechlorhydriqu econduit`alacourbe suivante(Simulation):: 116

Dosagepartitra ge-Simulat ion21

Protocole:

•Verser5,0mLdeS B dansunb´e cher. •Rajouter20mLd'eau. •ImmergerlasondepH-m´etr ique. •Chargerlaburettea vecla solutionS A .(C A =0, 025mol·L !1 •ReleverlepHdum´elanger´ eaction nelenf onctiond uvolumeV A d'acidechlorhydriqu e vers´e. 1. Etablirl'´equationbi landelar´eactiondedosage.

2.D´eterminergraphiquementlevolume`al '´equivalence,V

E,A ,par lam´et hodede latangenteetla m´ethodedelad´eriv´ee. 3. Al' aidedelasimulation propose runind icateurcolor´eadapt´e`acedosage .

4.D´eterminerlaconcentrationmolaireC

B ensoude delasolutionS B

5.Calculerletitremassiqu e,teng·L

!1 ,en hydrox ydedesodiumdelasolutiontitr´ ee. 117

21Dosagepartitr age-Simula tion

C.Dosagedudiiodeparunesolut ion dethiosulfatede sodium L'animationpermetdesimul erlatitraged'unesolu tioncont enantdudiiodeI 2 parunes olution dethios ulfatedesodium(2Na +S 2 O 3 2- )de concent ration.L'´equation-bilansupportdutitrage est:

Equationbilan:I

2 +2S 2 O 3 2- =2I +S 4 O 6 2-

1.Quelleestlasolution titr´ee?

2.Quelleestlacouleurd elasoluti ontitr´ eeavantl'´equivalen ce?

3.Quelleestlacouleurd elasoluti ontitr´ eeapr`esl'´equivale nce?

4.Expliquerpourquelleraison,ile stn´ecess aired'ajouter4,0mmold ethiosulfatedesod iumpou r

ˆetre`al'´equi valence ?

118
TP21

DOSAGEPARTITRAGE-SI MULATI ON

Rappelsdecours

Solutiontitrante:Solutionutilis´eepour letitrageetdontlaconcentrationes tconnue. Solutiontitr´ee:Solutiondontonsouhaited ´etermine rl aconcentration.

Equivalence:M´elangeparticulierpou rlequellesr´eactifsont´et´eintr oduitsdan slesproportions

Lepoi ntd'´equivale ncepeutˆetred´etermin´epar: •colorim´etriegrˆace`aunchange mentde couleu rbrutalaucoursdutitrage. •pHm´ etriegrˆace`alam´e thoded estangen tesoulam´ethodedelad´eri v´ee. •conductim´etriegrˆace`aunchan gementd epente brutaldelaconductivit´e. A.Titraged'unesolutiond'acide´ ethano¨ ıque

Onsouhai tedoserunesolutionS

A d'acide´ethano¨ıquep arunesolutiondeS B soude.Leprotocole exp´erimentalindique: •Verser10,0mLdeS A dansunb´e cher. •Rajouter20mLd'eau. •ImmergerlasondepH-m´etr ique. •Chargerlaburettea vecla solutionS B .(C B =0,10 mol·L !1 •ReleverlepHdum´elanger´ eaction nelenf onctiond uvolumeV B desoud evers´e.

Onobtie ntlacourbesuivante( Simulat ion):

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21Dosagepartitr age-Simula tion

1. Etablirl'´equationbil andelar´eactiondedosage. •Let itragereposesurune r´eactionacido-basi quefaisanti nterveni rdeuxcouplesacido- basiques: l'acide´ethano¨ıque (appel´eaussiacideac´etique)apourformu leCH 3 CO 2 H; Lasou dedontlenom!o!ciel"esthydrox ydedesodiumapourformule(Na HO •Danslasoud eseuls lesionshydro xydeHO interviennent,lesionssodiumNa jouant lerˆole d'ionsspectate urs.Cesdernier sn'apparaissentdoncpasdansl'´equationbil an; •Lar´ eactionmetdoncenjeulesc ouplesCH 3 CO 2 H/CH 3 CO 2 etH 2 O/HO •L'´equationbilandelar´eaction estdonc: CH 3 CO 2 H+HO !!"CH 3 CO 2 +H 2 O •Commeils'agitd' untitr age,lar´eaction doitˆetre: totale:l er´eact ifend´efautestenti`er ementc onsomm´e; cin´etiquementrapide:la r´eact ionentrelesr´eactifspeu tˆetreconsid´er ´eecomme instantan´ee; unique:iln'ya qu'uneseu ler ´eaction.(iln'yapasp lusieursr´eacti onsenpa- rall`elecequifausserait lesbil ansdemati` ere);

2.Apr`esavoirvul'ani mationsurlam´ ethode destangentes,d´eterminergr aphiquemen tlevolu me`a

l'´equivalenceV E parcet tem´ethode. •Onappel lepointd'´equivalen celem´elangepou rlequellesr´eactifssontintroduits danslesproportionsstoechiom´etrique sdel'´equationbilandelar´eaction 120

Dosagepartitra ge-Simulat ion21

dedosage:dan slecaspr´ esent, onest`a l'´equivalencelorsquelaquanti t´ edemati`er e desoude vers´eeest´e gale`acelled'acideac´eti queconten uedansleb´ech er; •Lepoi nt`al'´equi valence estcaract´eris´eparsescoordonn´ees: Levol umedesolutiontit rante(s oude-burettegradu´ee )vers´ee`al'´equivale nce; LepH dum´el anger´eac tionnelmesur´eaumome ntdel'´equivalence; •Pourd´eter minerlepoint`al'´equivalence,ilexi steun epremi`erem´ ethode appel´ee m´ethodedestangentes(donn´eeparlelogiciel).V ousdeve zsavoir lafaire`alamain (Voircettevi d´eod'illustrati on •Onobtie ntler´esultatsuivant : •Levol ume`al'´equival encees tV E =12,5mL •Remarque:cettem´ethodepr endtoutsonint´erˆetlorsque lesautdepHn'est pas verticalmais!inclin´e"

3.D´eterminerlaconcentrationmolaireC

A enacid e´ethano¨ıque delasolutionS A •Pourd´ete rminerlaconcentrationdelasolutiontitr ´ee(aci deac´etique-b´echer),on utiliselefaitquelem´elangeestdanslesprop ortionssto echiom´etr iques`al' ´equivalence etuniq uement`al'´equivalence; •Lere spectdesconditionsstoec hiom´etriq uessetraduitparl'´egalit´e: n

CH3CO2H

1 n HO 1 •Laqu antit´edemati`ered'acidecon tenue initialementdansleb´ech erestn

CH3CO2H

C A #V A C A estinconn uepuisquec'estlaconce ntrationdelasolutiontitr ´ee; V A estlevolu med'aci deac´etiqueiniti alementvers´edansle b´echer,V A

10,0mL;

•Laq uantit´edemati`eredesoudev ers´ee dansleb´echeraumom entdel'´equivale nce estn HO =C B #V E 121

21Dosagepartitr age-Simula tion

C B estconnuep uisqu'ils'agitde laconcentrationdelasolutiontitr ante,C B

0,10mol ·L

!1 V E estlevolu medesou devers´ee`al'´ equival ence,V E =12 ,5mL; •L'´egalit´etraduisantlescondi tionsstoechiom´etriquespeu ts'´ecri re: C A #V A 1 C B #V E 1 •Onend ´eduit laconcentrationdelasolut iond'aci deac´etique: C A C B #V E V A

0,10#12,5

10,0 =0,125mol ·L !1

4.Calculervotreerreurrel ativesachantqu eC

r´ef´erence =0,12 mol·L !1 •Pard´efi nitionl'erreurrelativesurlac oncentrationC r´ef´erence est |C r´ef´erence !C exp´erimentale C r´ef´erence |0,12!0,125| 0,12 $4%

5.Calculerletitremassiqu eenacid e´ethano¨ıque.

•Let itremassiqueestau ssiappel´econcentrationm assique,il s'exprimeen g·L !1 •Ilexi steunlienentreleti tremas siquet,laconc entrationmolaireCe tlamass e molaireM: t=C#M

C=0, 125mol ·L

!1

M=M(CH

3 CO 2

H)=60 g·mol

!1 •Onadonc t= 7,5g·L !1

6.Peut-onutiliserler ougedem´ethylecommeindicate urcolor´ epourcedos agesachant quesateinte

sensiblecorrespond`aunpHc omprisentre4,2et6,2? •Unin dicateurcolor´eacido-basiqueestu ncoupleacido-basiq uedontlesformesacide etbasiq uen'ontpaslamˆemecou leur; •Pourchaque indicateurcolor´e, onpeutd´efinirsateintesensi ble,teinteprisepar l'indicateurlorsquelesconcentrations desformeacideetbasiqu esontproc hes(lepH estproche dupKaducoupleassoci ´e`al' indicateu rcolor´e ); •Sione"ectuelemˆemedosage partitr agenonpaspH-m´etriq uemaiscolori m´etr iqueen rajoutantend´ebutd'exp ´erien cequelquesgouttesd' indicateurcolor´edansleb´echer, onva observe r(cfanimation)leschangeme ntsdecoule ursuivants: -Ilfautv erser2,5m Ldesoudepouratteindre latei ntesen sible( jusqu'`a2,5m L leb´e cherestrose): 122

Dosagepartitra ge-Simulat ion21

-Ilfautv erser12mLd esoudepourquitterla tei ntesen sible (entre2,5mLet 12 mLdesou devers ´eelem´elange r´eactionnelestorange): -Apr`es12mLdesoudev ers ´eele b´eche rrestejaune: 123

21Dosagepartitr age-Simula tion

•Visuellementlechangementdecouleurn'e stpasfac ile`aobserveretsurtoutlev olume desoude vers´eecorres pondant(comprisentre2,6m Let12,0mL)n'englobepasle pointd'´equi valence(C E =12,5mL) .Onnepeut doncpasu tilis erlerougedem´e thyle poure ectuerledosagedel'aci de´eth ano¨ıque.

7.D´eterminerlecrit`erepermettantde choisir unindicateurcolor´eadapt´eaut itragedel'acide

´ethano¨ıque.

•Pourqu'un indicateurcolor´eac ido-basiquesoitutilisable,ilfau tquelepH`a l'´equivalencesoitcomprisdanslateintesens ible.Ilfau tdoncdisposerdelacou rbe detitr ageacido-basiquepour choisirsonindicateurcolor´e. •Onpeu tparexemplech oisirle bleudethymol: -Justeavantl'´eq uivalence: 124

Dosagepartitra ge-Simulat ion21

-Al' ´equivalence: -Justeapr`esl'´e quivalence: 125

21Dosagepartitr age-Simula tion

B.Titraged'unesolutiondesoude

Ledos aged'unesolu tionS

B d'hydroxydeparunesolutionS A d'acidechlorhydriqu econduit`alacourbe suivante(Simulation):: 126

Dosagepartitra ge-Simulat ion21

Protocole:

•Verser5,0mLdeS B dansunb´ec her. •Rajouter20mLd'eau. •ImmergerlasondepH-m´etr ique. •Chargerlaburettea vecla solutionS A .(C A =0,025 mol·L !1 •ReleverlepHdum´elanger ´eaction nelen fonction duvolumeV A d'acidechlorhydrique vers´e. 1. Etablirl'´equationbi landelar´eactiondedosage. •Lafor muledel'acidechlorh ydriqu eest(H 3 O +l-); •Lesionsc hlorureCl sontdesion sspectateu rsetn'appar aissentdoncpasdans l'´equationbilan; •Lafor muledelasoudeest(Na +HO •Lesionsc hlorureNa sontdesion sspectateu rsetn'app araissentdoncpasdans l'´equationbilan; •Lescoup lesacido-basiquesmise njeusont: H 2 O/HO H 3 O /H 2 O •L'´equationbilanestdoncHO +H 3 O !!"2H 2 O

2.D´eterminergraphiquementlevolume`al '´equivalence,V

E,A ,par lam´et hodede latangenteetla m´ethodedelad´eriv´ee. 127

21Dosagepartitr age-Simula tion

•Lam ´ethodedestangentesoudelad´ eriv´eep ermetded´eterminerle sco ordonn´e esdu pointd'´equi valence: pH E =7 V A,E =10 mL 3. Al' aidedelasimulatio npropos erunin dicateurcolor´eadapt´e`acedosage. •Lazon edevirageout eintes ensibledel' ind icateurcolor´edoitinc lurelepoint`a l'´equivalence.LeBBTestdoncappropri´epuisques azon edeviragecor respond`a un pHcompr isentre6et7,6.quotesdbs_dbs14.pdfusesText_20

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