Exercice dosage acido-basique

Exercice dosage acido-basique
On dispose d’une solution S constituée d’un mélange :
•
d’acide sulfurique
•
de chlorure d’ammonium ( NH 4 + Cl ) de concentration
H 2 SO4 de concentration C A (1ère acidité forte ; 2ème acidité de pKA
pK a ( HSO4− / SO42− ) = 2,0 )
−
+
On titre un volume
concentration
C A ' ( pK a ( NH 4+ / NH 3 ) = 9,2 )
V A = 10,0 mL de solution S par une solution d’hydroxyde de sodium ( Na + + HO − ) de
C B = 1,00.10-1 mol.L-1 . On note VB le volume de solution titrante ajoutée à la burette.
On propose de comparer les résultats de trois techniques de dosage :
• Dosage pH-métrique (courbe 1 : pH = f (V B ) ) ;
V A + VB
= f (V B ) , où σ est la conductivité de la
VA
solution et σ * la conductivité corrigée ; σ et σ * sont exprimés en mS.m-1) ;
•
Dosage conductimétrique (courbe 2 :
•
σ* = σ.
Dosage colorimétique
13
7 000
6 800
12
6 600
6 400
11
6 200
1
10
6 000
5 800
9
5 600
5 400
8
5 000
σ∗
pH
5 200
2
7
4 800
6
4 600
4 400
5
4 200
4
4 000
3 800
3
3 600
3 400
2
3 200
1
3 000
5
10
15
20
25
30
35
Volume de solution titrante (mL)
1.
Proposer un schéma détaillé et légendé (nature de la verrerie, des électrodes, …) permettant d’effectuer
les titrages pH-métrique et conductimétrique.
2.
Après avoir placé les espèces en présence sur un axe en pKA, donner les équations bilans des trois
réactions qui ont lieu au cours du dosage. Donner les valeurs de leurs constantes d’équilibre.
3.
Préciser celle(s) qui se déroule(nt) avant la première équivalence, puis celle(s) qui se déroule(nt) entre
les deux équivalences. Justifier
On cherche à déterminer graphiquement les volumes des points d’équivalence.
4.
Quelle courbe vaut-il mieux utilisée pour la 1ère équivalence ? Et pour la 2ème équivalence ? Faire
apparaître sur le graphique les traits de construction. Donner les valeurs des volumes des points d’équivalence
5.
En déduire les valeurs des concentrations C A et C A ' .
6.
Justifier qualitativement l’augmentation de la conductivité après la deuxième équivalence. Est-il
nécessaire
d’étalonner
le
Teinte acide →
Indicateur coloré
Zone de virage
conductimètre ?
basique
7.
Aurait-il
été
possible
1,2 à 2,8
Rouge → Jaune
d’utiliser un indicateur coloré pour Bleu de thymol
8,0 à 9,6
Jaune → Bleu
repérer le 1er point d’équivalence ? le
Hélianthine
3,2
à
4,4
Rouge
→ Jaune
2ème point d’équivalence ? Si oui
Rouge de méthyle
4,8 à 6,0
Rouge → Jaune
le(s)quel(s) ?
Phénolphtaléine
8,2 à 10
Incolore → Rose
Jaune d’alizarine
10,1 à 12,0
Jaune → Rouge
Teinte