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Doser (ou titrer) une espèce chimique (molécule ou ion) en solution, c'est Détection et dosage de produits dopants 3) Déroulement d'un dosage direct : ➢
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TS -Spécialité PHYSIQUE
Cours de Chimie N° 3EFFECTUER DES CONTRÔLES DE QUALITÉ1. Détermination d'une concentration par dosageLa spectrophotométrie et la conductimétrie permettent la détermination d'une concentration au moyen d'une courbed'étalonnage (voir doc. 1). Ces dosages par étalonnage se révèlent précis mas nécessitent l'utilisation d'un appareillagesophistiqué. Les dosages par titrage font intervenir l'entité dont on cherche à déterminer la concentration à l'aide d'une réactionchimique.Quel que soit le titrage, il faut faire réagir un volume, ajouté progressivement à la burette, d'une solution titrante deconcentration connue avec un volume précis de solution de concentration inconnue. On visualise la fin du titrage enutilisant un indicateur de fin de réaction (changement de couleur) ou en exploitant l'allure de la courbe en cas dedétermination d'un pH. 2. Titrage direct et titrage indirecta)Titrage direct : Lors d'un titrage direct la réaction chimique utilisée met en jeu, au moment de l'équivalence, l'espècechimique dont on veut déterminer la concentration et le réactif titrant.Exemple :La réaction entre le diiode I2 et les ions thiosulfate S2O32- obéit à ces critères. On peut montrer, pour chaquecas concret, son caractère quasi total, grâce à sa constante d'équilibre (K = 5.1015). Elle est rapide : chaquegoutte de réactif titrant ajoutée réagit au moment même du mélange. Il n' y a pas de réaction concurrente.L'équivalence correspond à l'apparition d'une couleur bleue en présence de Thiodène®.
b)Titrage indirect : Exemple :On ne peut pas titrer des ions hypochlorite ClO- avec les ions thiosulfate S2O32- car plusieurs réactions sonten compétition : production de S4O62-, de SO42- ...
On ne peut pas non plus utiliser la réaction des ions hypochlorite ClO- avec les ions iodure I- car ladétermination de l'équivalence est impossible de par l'absence de changement de couleur.Le titrage des ions hypochlorite ClO- va donc mettre en jeu, dans une première étape, la réaction entre lesions ClO- et un excès d'ions I-.
Le diiode formé est ensuite titré par les ions S2O32- , réaction connue pour posséder toutes les qualitésrequises pour un titrage. Le titrage des ions ClO- est de ce fait indirect puisque, au moment de l'équivalence(réaction entre I2 et S2O32- ), les ions ClO- n'interviennent pas.La détermination de la quantité de matière d'ions ClO- est facilités par une représentation schématique (voirdoc. 2).A l'équivalence, les réactifs introduits sont dans les proportions stoechiométriques. L'équation du titrage, le volume à l'équivalence et les conditions initiales permettent de déterminer laconcentration ou la quantité de matière inconnue. La réaction servant de support à un titrage direct doit obéir aux critèressuivants : •être quasi totale,•être rapide,•ne pas être en compétition avec une autre réaction,•permettre la détermination de l'équivalence.Lors d'un titrage indirect, l'espèce chimique dont on cherche à déterminer laconcentration n'intervient pas lors de l'équivalence.
3. Réaction de complexationExemple :Un ion solvaté est un complexe, par exemple l'ion cuivre Cu(H2O)62+.
La réaction d'une solution de sulfate de cuivre avec une solution d'ammoniaque conduit à la formationd'une coloration bleu céleste, caractéristique du complexe Cu(NH3)42+.
On met, par exemple, en évidence la présence d'ions Fe3+ en solution en ajoutant des ions SCN- (voirdocument 3). La formation du complexe Fe(SCN)2+, de couleur rouge sang, est caractéristique de laprésence des ions Fe3+.
Remarque :Il faut distinguer précipité et complexe.•Un précipité est insoluble et électriquement neutre.•Un complexe peut être chargé ou non, en solution ou au sein d'un solide.•Précipité et complexe peuvent être, ou non, colorés.•Il faut distinguer précipité et complexe.Un complexe est une entité polyatomique composée d'un ion métallique central lié à un ou plusieursions (ou molécules) appelées ligands. La réaction de formation d'un complexe est toujours réversible.Document 1Document 3Document 2
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