La solution diluée s est titrée par une solution de soude de concentration connue








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date de publication01.05.2017
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TP C7 : « Titrage pH-métrique de l’acide éthanoïque contenu dans le vinaigre et titrage colorimétrique d’une solution de Destop »





  1. Titrage pH-métrique de l’acide éthanoïque contenu dans le vinaigre


OBJECTIFS

  • vérifier la concentration de l’acide contenu dans un produit d’usage courant

  • choisir l’indicateur coloré qui conviendrait pour un dosage colorimétrique de cet acide




  1. PREPARATION D’UNE SOLUTION DILUEE DE VINAIGRE.

  1. Le degré d’acidité du vinaigre

Le vinaigre était déjà en usage chez les Grecs et les Romains qui en versaient dans l’eau pour la rendre plus rafraîchissante et pour éliminer les bactéries. Il est obtenu par fermentation du vin : sous l’action d’une bactérie, l’alcool fixe l’oxygène de l’air et se transforme en acide éthanoïque CH3COOH.

Le vinaigre peut donc être considéré comme une solution d’acide éthanoïque. La masse volumique de cette solution est égale à 1,0 kg.L-1.

Le degré d’acidité d’un vinaigre indique la masse, en grammes, d’acide éthanoïque pur contenue dans 100 g de vinaigre.

Le degré d’acidité du vinaigre dont on dispose est égal à 8°

  • En déduire la concentration co en acide éthanoïque annoncée par le fabriquant :


  1. Préparation d’une solution diluée de vinaigre

Le vinaigre est une solution trop concentrée pour être directement dosée. Il est donc nécessaire d’effectuer une dilution au 1/10 ème

  • Quel volume Vo de vinaigre faut-il prélever pour préparer 100 mL de solution diluée S ?



  • Détailler le protocole pour effectuer cette dilution ?


Préparer la solution diluée S.

I.TITRAGE DE LA SOLUTION DILUEE


La solution diluée S est titrée par une solution de soude de concentration connue.

  1. Réaction utilisée pour le dosage

  • Ecrire l’équation de la réaction


  • Donner l’expression de la constante d’équilibre et calculer sa valeur connaissant : pKa = 4,8 pour le couple CH3COOH / CH3COO- et pKe = 14 pour le couple H2O / HO-. Conclure


  • Définir l’équivalence


  • A l’aide d’un tableau d’avancement, établir la relation qui lie, à l’équivalence, les quantités de l’espèce titrée et de l’espèce titrante.



  1. Titrage de la solution S

  1. Manipulation

  1. Etalonner le pH-mètre avec les solutions tampon 7 et 4 (Température = ………………. °C)

  2. Remplir la burette avec la solution de soude de concentration cb = 0,20 mol.L-1

  3. Prélever Va = 20,0 mL de solution S. Placer le prélèvement dans un bécher et ajouter de l’eau distillée jusqu’ à la graduation 40 mL environ. Ajouter dans le bécher, 4 gouttes d’hélianthine et 4 gouttes de phénolphtaléïne.

  4. Placer la sonde du pH-mètre dans le bécher, régler l’agitation magnétique.

  5. Verser la solution de soude mL par mL (voir tableau ci-dessous). Après chaque ajout de soude, mesurer le pH du mélange. Dépasser largement l’équivalence. Repérer à quel moment se produit le virage de chaque indicateur coloré.




Vb ( mL )

0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

11,5

12,0

pH











































Couleur IC














































Vb ( mL )

12,4

12,6

12,8

13,0

13,2

13,4

13,6

14,0

14,5

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

pH











































Couleur IC














































  1. Exploitation des mesures

  • Construire sur papier millimétré la courbe pH = f ( Vb )

  • Construire le point d’équivalence E et indiquer ses coordonnées : pHE = VbE =




  • Calculer la quantité de matière de CH3COOH présents dans le prélèvement de 20 mL :




  • En déduire la concentration c de la solution diluée S



  • En déduire la concentration co de l’acide éthanoïque dans le vinaigre. Comparer à celle calculée à la question II1.




  1. Choix de l’indicateur coloré pour un dosage colorimétrique.

  • Le virage de l’hélianthine est-il obtenu à l’équivalence ?

  • Le virage de la phénolphtaléïne est-il obtenu à l’équivalence ?


Le critère de choix de l’IC qui convient à un dosage acide-base est le suivant :

La zone de virage de l’IC doit contenir la valeur du pH à l’équivalence





IC

Couleurs

Zone de virage




Hélianthine

Rouge - jaune

3,1 – 4,4




Rouge de méthyle

Rouge – jaune

4,2 – 6,2




BBT

Jaune – bleu

6,0 – 7,6




Phénolphtaléine

Incolore - rose

8,2 – 10,0







  • Représenter les zones de virage des IC sur le graphe

  • Quel IC est le mieux adapté au dosage colorimétrique de l’acide éthanoïque ?



  1. Titrage colorimétrique d’une solution de Destop



  1. OBJECTIFS


  • vérifier la concentration d’une base contenue dans un produit d’usage courant

  • choisir l’indicateur coloré qui conviendrait pour un dosage colorimétrique de cette base.


II. LECTURE DES INDICATIONS DE L’ETIQUETTE

Parmi les produits ménagers les plus courants, se trouve le DESTOP qui n’est pas sans danger. Comme l’indique son étiquette, il nécessite certaines précautions d’emploi.

  • L’étiquette indique « solution à 19% d’hydroxyde de sodium »

Rappeler la formule de l’hydroxyde de sodium solide :


  • Détermination de la masse volumique de la solution de DESTOP :

Sur une balance, au bureau, on place une fiole jaugée de 50 mL vide, puis on met la balance à 0 grâce à la tare. On remplit ensuite la fiole de solution de DESTOP jusqu’au trait de jauge et on lit m =

Calculer la masse volumique de la solution :


  • Sachant que 19% est un pourcentage massique, en déduire la masse mo du soluté apporté dans 1 L de la solution de DESTOP.



  • En déduire la concentration molaire de la solution de Destop.



III. VERIFICATION DES INDICATIONS DE L’ ETIQUETTE PAR DOSAGE


  1. Réflexions préalables

La soude NaOH(s) est entièrement dissociée en solution aqueuse : Na+(aq) + HO-(aq).

  • Quel est le couple acide/base correspondant ?




  • On veut doser cette base par les ions H3O+ apportés par une solution d’acide chlorhydrique

  • Ecrire l’équation de la réaction utilisée pour le dosage



  • Exprimer sa constante d’équilibre et déterminer sa valeur. Conclure.



  • A l’aide d’un tableau d’avancement, établir la relation qui lie, à l’équivalence, les quantités de l’espèce titrée et de l’espèce titrante.



  • Choix de l’indicateur coloré pour un dosage colorimétrique :

La courbe ci-dessous montre l’évolution du pH d’une solution de soude quelconque dans laquelle on verse progressivement une solution d’acide chlorhydrique.

  • construire le point d’équivalence E et noter la valeur de pHE

  • A l’aide des zones de virage des indicateurs colorés, choisir celui qui est le mieux adapté au dosage d’une solution de soude.




  • Si l’on voulait doser directement 10 mL de la solution de DESTOP par une solution d’acide chlorhydrique ca = 10-1 mol.L-1, quel volume de solution acide faudrait-il verser pour obtenir l’équivalence ? Conclusion ?



  1. Manipulation

La solution de DESTOP a été diluée 20 fois. La solution diluée S de concentration c = co /20 se trouve au bureau, c’est elle que l’on veut titrer.

  1. Remplir la burette avec la solution ( H3O +aq + Cl -aq ) ca = 1,0.10 -1 mol.L-1

  2. Dans l’erlen, placer successivement : 5,0 mL de solution S prélevée avec une pipette jaugée, ajouter de l’eau distillée jusqu’à la graduation 20 mL, puis quelques gouttes de l’IC choisi

  3. Effectuer un 1er dosage rapide pour évaluer l’ordre de grandeur du volume de solution acide VaE versé à l’équivalence

  4. Effectuer un 2ème dosage précis « à la goutte près », pour trouver avec précision VaE. VaE = ………………………..




  1. Exploitation des mesures

  • calculer la concentration c de la solution diluée


  • en déduire la concentration co de la solution de DESTOP. Comparer à celle de l’étiquette.


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