Analyse d`un détartrant pour WC

Analyse d'un détartrant pour WC
Les dépôts de calcaire qui se forment sur les cuvettes des toilettes, sur les baignoires, les
robinets… sont constitués de carbonate de calcium (CaCO3). On peut dissoudre ces
dépôts en utilisant des solutions acides. Les détartrants destinés à entrer en contact avec
la robinetterie doivent être peu agressifs pour ne pas attaquer le métal. En revanche ceux
qu’on utilise dans les cuvettes des toilettes sont souvent constitués de solutions diluées
d’acide chlorhydrique (entre 13 et 15 %), plus efficaces sur le tartre.
Le but de ce TP est de mesurer la concentration en acide chlorhydrique (H3O+ + Cl−) d’un
détartrant du commerce.
Travail à effectuer
Le détartrant du commerce a une concentration trop élevée pour être dosé directement. On a donc dilué 100 fois le
détartrant au laboratoire pour fabriquer la solution (S) qui vous est fournie.
On réalisera le dosage suivi par conductimétrie d’un échantillon de détartrant dilué (S) par une solution
d’hydroxyde de sodium (soude) de concentration CB = 1,0.10-1 mol.L-1.
Vous devez suivre le protocole et rendre vos résultats et vos réponses sur les feuilles individuelles mises à votre
disposition.
Les mesures seront relevées « à la main », et directement portées sur la feuille de papier millimétré que vous aurez
préalablement préparée.
Préparation du graphe G = f(Vsoude ajoutée)
Le volume de soude est compris entre Vsoude = 0 mL et Vsoude = 15 mL
Les mesures de conductance varient entre 0 et 2 mS. On utilisera le calibre 20 mS.
On pourra graduer tous les 0,1 mS.
Préparer votre graphe.
Protocole
1- Préparation des réactifs
- Introduire la solution de soude dans la burette et faire le zéro de la burette.
- Prélever 20 mL de solution S. Verser ce prélèvement dans un bécher.
- Ajouter 100 mL d’eau distillée prélevée à l’éprouvette.
- Agiter doucement
) Appeler le professeur pour contrôle
2-Etalonnage du conductimètre
Utiliser la solution de chlorure de potassium (10-2 mol.L-1, soit N/100) pour étalonner l’électrode du conductimètre.
) Appeler le professeur lorsque l’étalonnage est terminé
3- Dosage
Verser cm3 par cm3 la solution de soude ; pour chaque ajout relever sur le papier millimétré le volume de soude
versé et la valeur de la conductance.
Remettre la paillasse dans l’état où vous l’avez trouvée.
4- Compléter la fiche-réponses
Analyse d'un détartrant pour WC
CORRECTION
L'équation-bilan de la réaction support du dosage est :
H3O+ + HO− → 2 H2O
Les ions Cl− et Na+ ne participent pas à la réaction.
1- Exploitation du graphe
A partir du graphe, déterminer le point d’équivalence, E.
Noter ses coordonnées
On mesure un volume à l’équivalence proche de 7,0 mL. La suite des calculs sera réalisée avec
cette valeur.
2- Exploitation du dosage
Que peut-on dire des quantités de matière des réactifs à l’équivalence du dosage ?
A l’équivalence d’un dosage les réactifs ont été introduits dans les proportions stoechiométriques.
La réaction est décrite par l’équation : H3O+ + HO− → 2 H2O.
Les proportions stoechiométriques seront respectées lorsque n(H3O+)initial = n(HO− )versé :
Appliquer cette propriété pour calculer la concentration de l’acide chlorhydrique dans la solution diluée (S).
n(H3O+)initial = n(HO− )versé
CAVA = CBVBéq
donc CA =
CBVB
0,1× 7
=
= 0,035 mol.L-1
VA
20
En déduire la concentration molaire de l’acide chlorhydrique dans la solution commerciale (non diluée).
La solution commerciale a été diluée 100 fois pour obtenir la solution dosée.
Par conséquent : C0 = 100 × CA = 3,5 mol.L-1 !
Calculer la masse de soluté (HCl) contenu dans 1L de solution commerciale. On donne : masse molaire de l'acide
chlorhydrique = 36,5 g.mol-1.
m(HCl) = n(HCl) × MHCl = 3,5×36,5 = 128 g pour 1 L
La densité de la solution commerciale vaut 1,065. Quelle est la masse d’1L de cette solution ?
msolution = 1,065 kg soit 1065 g
En déduire le pourcentage massique de soluté (HCl) dans le détartrant.
tHCl =
mHCl
128
=
= 0,12, soit 12 %
msolution 1065