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Exercice I
Dosage des ions chlorure dans une poudre de lait
5 points
Voici une partie de l’étiquette d’un lait en poudre pour bébé :
Analyse moyenne pour 100 g de lait en poudre
Protéines
16,0 g
Glucides
Lipides
Lactose : 23,6 g
Sels minéraux
Sodium :
Chlorure :
Fer :
Zinc :
21,0 g
Dextrine-maltose : 32,8 g
240 mg
540 mg
8,6 mg
2,90 mg
Potassium : 750 mg
Calcium :
580 mg
Cuivre :
0,29 mg
On se propose de doser les ions chlorure présents dans ce lait en poudre par la méthode de Charpentier-Volhard.
-1
Donnée : M(Cl) = 35,5 g.mol
1.
Principe de la méthode de Charpentier –Volhard
Voici les étapes de cette méthode :
-
1.1 A une masse de poudre de lait, contenant une quantité n0(Cl ) d’ions chlorure, que l’on dissout dans l’eau distillée, on
+
ajoute en excès une quantité connue n0(Ag ) d’ions argent issus d’une solution de nitrate d’argent . Il se forme un
+
précipité blanc de chlorure d’argent. On notera n1(Ag ) la quantité d’ions argent réagissant avec la quantité d’ions
chlorure.
Ecrire l’équation de cette réaction de précipitation (réaction 1).
+
1.2 On note n2(Ag ) la quantité d’ions argents restants après la réaction (1). Ces ions argent sont ensuite dosés par une
+
solution de thiocyanate d’ammonium ( NH4 + SCN ). Il y a formation d’un précipité blanc de thiocyanate d’argent. On
note nE(SCN ) la quantité de matière d’ions thiocyanate versée à l’équivalence .
a. Ecrire l’équation de cette réaction de dosage (réaction 2).
b. Compléter le tableau d’avancement pour cette réaction sur la feuille ANNEXE à rendre avec votre copie.
+
c. En déduire une relation à l’équivalence entre les quantités n2(Ag ) et nE(SCN ).
+
d. Montrer que l’on peut écrire la relation : n0(Ag ) = n0(Cl ) + nE(SCN )
1.3 L’équivalence du dosage précédent est détectée par un indicateur coloré, l’alun de fer, dont les ions Fe
2+
complexe rouge noté [ Fe(SCN) ] avec les ions thiocyanate.
3+
forment un
Quel est le rôle de l’alun de fer dans ce dosage ?
1.4 A quel type de dosage, direct ou indirect, correspond la méthode de Charpentier-Volhard ? Justifier votre réponse.
1.5 Indiquer une autre méthode expérimentale permettant le dosage des ions chlorure dans une solution.
2.
Protocole expérimental
Une masse m0 = 2,50 g de poudre de lait est dissoute dans 25 mL d’eau distillée. On ajoute dans cette solution de lait en
-2
-1
poudre, un volume V0 = 20,0 mL d’une solution de nitrate d’argent de concentration C0 = 5,00.10 mol.L et 1 mL d’alun de fer.
-2
-1
Le dosage est réalisé avec une solution de thiocyanate d’ammonium de concentration C = 4,00.10 mol.L en milieu acide.
L’équivalence est obtenue pour un volume VE = 15,6 mL de solution de thiocyanate d’ammonium.
2.1 Faire le schéma annoté du dispositif de dosage.
2.2 Quelle(s) verrerie(s) doit-on utiliser pour mesurer les 25 mL d’eau et les 20,0 mL de nitrate d’argent ?
2.3 Citer deux précautions à prendre pour utiliser la burette graduée.
+
-
2.4 On utilise une solution d’acide nitrique (H3O + NO3 ) pour acidifier la solution avant le dosage, afin d’empêcher la
précipitation des hydroxydes métalliques.
+
-
Pourquoi doit-on acidifier le milieu avec une solution d’acide nitrique (H3O + NO3 ) plutôt qu’une solution d’acide
+
chlorhydrique (H3O + Cl ) ?
3.
Exploitation des résultats expérimentaux
3.1 A partir de la relation de la question 1.2.c, montrer que la quantité d’ions chlorure présents dans la masse m0 de lait
peut s’écrire : n0(Cl ) = C0 V0 - C VE . En déduire la quantité d’ions chlorure n0(Cl ).
3.2 En déduire la masse m d’ions chlorure présents dans 2,50 g de lait en poudre, puis la masse m’ d’ions chlorure
présents puis 100 g de lait en poudre.
3.4 Calculer l’écart relatif entre le résultat expérimental et l’indication figurant sur l’étiquette et conclure.
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