Concours EPREUVE PROFESSIONNELLE TECH

Centre organisateur : UNIVERSITE d’AVIGNON et des PAYS du VAUCLUSE
Session 2010
CONCOURS EXTERNE D’ACCES AU CORPS DES TECHNICIENS DE RECHERCHE ET DE
FORMATION DU MINISTERE DE L’EDUCATION ET
DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE
BAP B
Emploi-type : Technicien chimiste
EPREUVE PRATIQUE d’ADMISSION
Durée : 2 heures, temps de préparation inclus – Coefficient : 3
Aucun document n’est autorisé.
Seules une calculette- type collège- et une règle sont autorisées.
Ecrire en bleu ou noir exclusivement.
Le sujet comporte 6 pages (dont 2 feuilles de résultats) numérotées de 1/6 à
6/6 et imprimé recto-verso.
Veuillez vérifier en début d’épreuve s’il est complet et signaler toute anomalie.
Suivre les consignes indiquées pour chacune des questions.
Vous devez répondre sur la copie d’examen pour les questions préliminaires
et compléter les deux feuilles de résultats.
Rendre le tout à la fin de l’épreuve
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EPREUVE PROFESSIONNELLE CONCOURS TECHNICIEN BAP B
Titrage d’une solution d’acide phosphorique par une solution d’hydroxyde de sodium
préalablement étalonnée.
NB : il est demandé de donner systématiquement une expression littérale respectant les
notations de l’énoncé avant toute application numérique. Les données utiles pour les
titrages figurent en page 4.
I. But des manipulations :
Il s’agit de réaliser le titrage d’une solution d’acide phosphorique par une solution
d’hydroxyde de sodium afin de mettre en évidence le nombre d’acidités titrées en fonction
de l’indicateur coloré choisi. La solution d’hydroxyde de sodium sera préalablement
étalonnée à l’aide de l’acide oxalique (H2C2O4, 2 H2O).
II. Etalonnage de la solution d’hydroxyde de sodium
II.1. Questions préliminaires
a. Pourquoi est-il nécessaire d’étalonner la soude ?
b. L’acide oxalique de formule H2C2O4 est un diacide faible de pKa respectifs pKa1 = 1,25
et pKa2 = 4,30. Le titrage colorimétrique de cet acide ne permet pas de doser chaque
acidité séparément. Expliquer pourquoi.
c. Ecrire la réaction de titrage.
d. Calculer la masse m à peser d’acide oxalique dihydraté H2C2O4, 2 H2O pour préparer
précisément 100 mL d’une solution d’acide à 0,1 M.
e. Donner l’expression de la concentration CB d’hydroxyde de sodium, en fonction du
volume d’hydroxyde de sodium VBE1 versé à l’équivalence, m la masse d’acide
oxalique pesée, VA1 le volume d’acide oxalique titré, V le volume total de la solution
d’acide, et M la masse molaire d’acide oxalique.
f. Etablir l’expression de l’incertitude absolue sur la concentration ∆CB en utilisant les
mêmes notations que la question précédente.
II.2. Mode opératoire
-
-
Préparer la solution d’acide oxalique. Noter la masse m pesée.
Titrer un volume VA1 = 10 mL de la solution d’acide oxalique préparée par la solution
d’hydroxyde de sodium à l’aide de l’indicateur coloré le plus approprié. Justifier le
choix de l’indicateur coloré sur votre copie.
Noter le volume VBE1 versé au moment du virage de l’indicateur coloré.
Répéter le titrage de façon à avoir deux titrages concordants à 0,1 mL près.
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II.3. Résultats
Utiliser la feuille de résultats fournie pour répondre aux questions suivantes (page 5/6)
a. Calculer le volume moyen versé à l’équivalence.
b. Calculer la concentration CB de la solution d’hydroxyde de sodium ainsi que son
incertitude absolue. L’incertitude absolue sera donnée avec 1 seul chiffre significatif
arrondi à la valeur entière supérieure, la valeur de CB avec un nombre de chiffres
significatifs cohérent avec la valeur de ∆CB.
III. Titrage de l’acide orthophosphorique
III.1. Questions préliminaires
a. L’acide orthophosphorique est un triacide faible de pKa respectifs pKa1 = 2,1 ; pKa2 =
7,2 et pKa3 = 12,3. La courbe de titrage pH-métrique de l’acide orthophosphorique
par l’hydroxyde de sodium présente seulement 2 sauts de pH.
Pourquoi n’observe-t-on pas un troisième saut ?
b. Ecrire les différentes réactions de dosage correspondant à chaque saut.
c. Etablir la relation entre V1 et V2 (cf courbe).
d. Exprimer CA la concentration d’acide orthophosphorique, en fonction de CB la
concentration d’hydroxyde de sodium, VA le volume d’acide orthophosphorique titré,
et du volume d’hydroxyde de sodium versé à l’équivalence (V1 ou V2 selon
l’indicateur coloré que vous aurez choisi).
e. Etablir l’expression de l’incertitude absolue sur la concentration ∆CA correspondante
en utilisant les mêmes notations que la question précédente.
III.2. Mode opératoire
-
-
Titrer un volume VA2 = 10 mL de la solution d’acide orthophosphorique par la solution
d’hydroxyde de sodium précédemment étalonnée à l’aide de l’indicateur coloré de
votre choix.
Noter le volume VBE2 versé au moment du virage de l’indicateur coloré.
Répéter le titrage de façon à avoir deux titrages concordants à 0,1 mL près.
III.3. Résultats
Utiliser la feuille de résultats fournie pour répondre aux questions suivantes (page 6/6)
a. Calculer le volume moyen versé à l’équivalence.
b. Calculer la concentration CA de la solution d’acide orthophosphorique ainsi que son
incertitude absolue. L’incertitude absolue sera donnée avec 1 seul chiffre significatif
arrondi à la valeur entière supérieure, la valeur de CA avec un nombre de chiffres
significatifs cohérent avec la valeur de ∆CA
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IV. Données
IV.1. Masse molaire de l’acide oxalique dihydraté
M = 126,07 g/mol
IV.2. Incertitudes absolues
pesée
∆m = 10-4 g
fiole
∆V = 0,1 mL
burette
∆VB = 0,05 mL
pipette
∆VA = 0,02 mL
IV.3. Caractéristiques des indicateurs colorés disponibles
Indicateur coloré
Zone de virage
Couleur de la
forme acide
Couleur de la
forme basique
Hélianthine
3,1 – 4,4
rouge
jaune orangé
Phénolphtaléine
8,0 – 9,9
incolore
rose
IV.4. Courbe de titrage pH-métrique de l’acide orthophosphorique par l’hydroxyde de sodium
pH
12
10
8
6
4
2
VNaOH (mL)
0
V1
V2
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Titrage d’une solution d’acide phosphorique
FEUILLE DE RESULTATS (1/2)
Nom :
Salle :
Prénom :
Numéro de place :
II. Etalonnage de la solution d'hydroxyde de sodium
II.3. Résultats
1. Masse pesée d’acide oxalique m =
2. Remplir le tableau ci-dessous.
Titrage
VBE / mL
VBE moyen / mL
n°1
n°2
3. Calculer la concentration CB de la solution d’hydroxyde de sodium (exprimer le
résultat avec au moins 5 chiffres significatifs)
4. Calculer l’incertitude absolue sur cette concentration :
5. Donner le résultat de la concentration en tenant compte de son incertitude.
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Titrage d’une solution d’acide phosphorique
FEUILLE DE RESULTATS (2/2)
Nom :
Salle :
Prénom :
Numéro de place :
III. Titrage de l’acide orthophosphorique
II.3. Résultats
Indicateur coloré utilisé :
Hélianthine
Phénolphtaléine
1. Remplir le tableau ci-dessous.
Titrage
VBE / mL
VBE moyen / mL
n°1
n°2
2. Calculer la concentration CA de la solution d’acide orthophosphorique (exprimer le
résultat avec au moins 5 chiffres significatifs)
3. Calculer l’incertitude absolue sur cette concentration :
4. Donner le résultat de la concentration en tenant compte de son incertitude.
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