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Chapitre 13: Contrôle de qualité par dosage

Réaliser un dosage c'est déterminer, avec la plus grande précision possible, la concentration d'une espèce chimique dissoute en solution.

Dosage par étalonnage

Un dosage par étalonnage consiste à déterminer la concentration d'une espèce en solution en comparant une grandeur caractéristique de la solution : absorbance, conductivité électrique, à la même grandeur mesurée pour des solutions étalons.

Dosage spectrophotométrique du diiode

Exercice 2 Bac S Pondichéry 2012. dosage-etalonnage-pondichery-2012

Absorbance de la solution S : A = 0,78.

Déterminer graphiquement la concentration molaire C S . e x p C_{S.exp} en diiode de la solution S.

Dosage par titrage

Un dosage par titrage est une technique de dosage mettant en jeu une réaction chimique. La réaction de titrage doit être totale, rapide et unique.

Acid-base-titration-fr.svg
By Mehinger - Syrabas-titrering.svg, CC BY-SA 4.0, Link

Titrage de l'acide chlrorhydrique par la soude. Thumbnail of Youtube video 4BaM6wGlwco

Équivalence d'un titrage

Équivalence d'un titrage

L'équivalence d'un titrage se produit quand la solution titrante et la solution titrée ont réagi dans les proportions stœchiométriques.

C'est à l'équivalence qu'on détermine la concentration du réactif titré.

Relation à l'équivalence

Soit la réaction de titrage d'équation:

a   R e ˊ a c t i f t i t r e ˊ + b   R e ˊ a c t i f t i t r a n t ⟶ P r o d u i t ( s ) \sf a\ R\acute{e}actif_{titr\acute{e}} + b\ R\acute{e}actif_{titrant} \longrightarrow Produit(s)

Puisqu'à l'équivalence, le mélange est stœchiométrie, on a:

n ( R e ˊ a c t i f t i t r e ˊ ) a = n ( R e ˊ a c t i f t i t r a n t ) b \frac{n(R\acute{e}actif_{titr\acute{e}})}{a} = \frac{n(R\acute{e}actif_{titrant})}{b}

Dans le cas particulier où la stœchiométrie est a=1, b=1, la quantité de réactif titrant versé à l'équivalence est égale à la quantité initiale de réactif titré: n ( R e ˊ a c t i f t i t r e ˊ   i n i t i a l ) = n ( R e ˊ a c t i f t i t r a n t   v e r s e ˊ   a ˋ   l ′ e ˊ q u i v a l e n c e ) n(R\acute{e}actif_{titr\acute{e}\ initial}) = n(R\acute{e}actif_{titrant\ vers\acute{e}\ \grave{a}\ l'\acute{e}quivalence})

Titrage d'un acide(titré) par une base(titrant) avec une stœchiométrique 1/1, par exemple le titrage d'un acide fort par une base forte vu dans la vidéo ci-dessus:

H 3 O + ( l ) + H O − ( a q ) ⟶ 2 H 2 O ( l ) H_3O^{+}(l) + HO^{-}( aq ) \longrightarrow 2H_2O(l) n ( A ) i n i t i a l = n ( B ) e q n(A)_{initial} = n(B)_{eq}

Ou en termes de concentrations:

c A V ( A ) i n i t i a l = c B V ( B ) e q c_A V(A)_{initial} = c_B V(B)_{eq}

On peut en déduire La concentration de l'acide:

c A = c B V ( B ) e q V ( A ) i n i t i a l c_A = \frac{c_B V(B)_{eq}}{V(A)_{initial}}

A.N. On mesure V ( B ) e q V(B)_{eq} = 11,2mL pour c B c_B =0,10mol/L et V ( A ) i n i t i a l V(A)_{initial} =10,0mL. Calculer la concentration c A c_A du réactif titré.

Titrage iodométrique

Lors du titrage d'un volume V1 = 10,0 mL une solution de thiosulfate de sodium ( 2 N a + + S 2 O 3 2 − ) \sf (2Na^{+} + S_2O_3^{2-}) par une solution de diiode I 2 \sf I_2 concentration c2 = 1,0×10-3 mol.L-1 on observe l'équivalence pour un volume V2E = 9,5 mL.

Exprimer puis calculer la concentration c1 en thiosulfate de sodium de la solution titrée sachant que la réaction support du titrage a pour équation :

I 2 ( a q ) + 2 S 2 O 3 2 − ( a q ) ⟶ 2 I − ( a q ) + S 4 O 6 2 − ( a q ) \sf I_2 ( aq ) + 2 S_2O_3^{2-}( aq ) \longrightarrow 2I^{-} ( aq )+ S_4 O_6 ^{2-} ( aq )

Comment repérer l'équivalence d'un titrage ?

Le passage de l'équivalence correspond à un changement de réactif limitant:

  • avant l'équivalence : c'est le réactif_________________qui est en excès.
  • après l'équivalence : c'est le réactif_________________qui est en excès.

Suivi d'une grandeur

Suivant le type de réaction, le suivi d'une grandeur(pH/conductivité σ) permet d'observer le changement de réactif limitant :

Titrage du vinaigre dilué par la soude

Suivi pH-mètrique

Suivi pHmètrique du titrage du vinaigre par la soude Le repérage de l'équivalence peut-être obtenu par la méthode des tangentes http://labolycee.org/anims/methode-tangente.swf Ou par le calcul de la dérivée du pH en fonction du volume.

Suivi conductimètrique

Suivi conductimétrique du titrage du vinaigre par la soude Le passage de l'équivalence entraîne une rupture de pente, avant l'équivalence le réactif titré est consommée lors de chaque ajout de réactif titrant, alors qu'après il reste en solution.

On donne les conductivités molaires ioniques des ions mis en jeu: λ (Na+)= 5,00 mS.m2.mol-1 ;λ (CH3COO-)= 4,09 mS.m2.mol-1 λ (HO-)= 19,8 mS.m2.mol-1

Utilisation d'un indicateur coloré de pH

Un indicateur coloré permet de repérer précisément le volume équivalent si le pH à l'équivalence appartient à la zone de virage de l'indicateur.

Indicateur de ph.jpg
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