Terminale > Physique-Chimie > Constitution et transformations de la matière > Stage - Titre massique, titrages

STAGE - TITRE MASSIQUE, TITRAGES

Accède gratuitement à cette vidéo pendant 7 jours

Profite de ce cours et de tout le programme de ta classe avec l'essai gratuit de 7 jours !

Démarrer l'essai gratuit

Titrage par conductimétrie

Permalien

Télécharger la fiche de cours Les téléchargements sont réservés uniquements aux abonnés

Titrage par conductimétrie

 

I. Réaction de titrage

 

On prend l’exemple du dosage de la soude $NaOH$ par l’acide chlorhydrique $H_3O^+ + Cl^-.$

 

 

On essaie de déterminer la concentration inconnue des espèces présentes en solution ($Na^+$ et $HO^-$). Pour cela, on suit la réaction de dosage à l’aide d’un conductimètre. Et on ajoute goutte à goutte, millilitres par millilitres ou demi-millilitres par demi-millilitres, l’acide chlorhydrique. La réaction est la suivante :

$HO^-$ réagit avec $H_3O^+$ pour donner de l’eau. Cette réaction est rapide et totale, ce sont des paramètres importants. Lorsqu’on ajoute une goutte de $H_3O^+$ dans le milieu, les ions vont réagir avec $HO^-$ et donner de l’eau donc il reste dans le milieu un peu moins d’$HO^-$ qu’au début de l’expérience, un petit peu plus d’eau mais c’est le solvant, quelques ions $Cl^-$ qui ont été ajoutés en même temps que les ions $H_3O^+$. On ajoute progressivement l’acide dans le milieu et, au bout d’un moment, on aura mis les ions $H_3O^+$ et $HO^-$ dans les proportions stœchiométriques. Donc, tous les ions $HO^-$ ont réagi avec les ions $H_3O^+$ qu’on a ajouté dans le milieu.

 

II. Équivalence

 

À l’équivalence, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques, on peut donc écrire : $\dfrac{n_{HO^-}}{1}=\dfrac{n_{H_3O^+}}{1}$. C’est le principe général.

 

III. Comment repérer l’équivalence ?

 

On repère l’équivalence à l’aide du conductimètre. On mesure la conductivité qui est la mobilité des ions en solution (plus il y en a, plus la solution conduit).

À l’état initial, on a seulement $Na^+$ et $HO^-$ dans le milieu. On a cette équation : $σ = λ_{Na^+}\times [Na^+]+ λ_{HO^-}\times [HO^-]$.

Ensuite, on rajoute quelques gouttes de $H_3O^+$, il va totalement réagir avec $HO^-$ pour donner de l’eau. $H_3O^+$ n’a pas d’influence sur la conductivité car il réagit totalement avec $HO^-$. Par contre, la concentration en $HO^-$ va diminuer. Lorsqu’on ajoute des ions $H_3O^+$, on ajoute aussi des ions $Cl^-$ donc il va rentrer aussi dans l’équation : $σ = λ_{Na^+}\times [Na^+]+ λ_{HO^-}\times [HO^-]+ λ_{H_3O^+}\times [H_3O^+]+ λ_{Cl^-}\times [Cl^-]$.

 

 

Si on part d’une certaine conductivité, dans un deuxième temps qu’a-t-on dans le milieu ?

On a $H_3O^+$ qui n’est pas dans le milieu, on a un petit peu moins de $HO^-$ et cela a été remplacé par un peu de $Cl^-$. L’idée est de regarder comment les termes se compensent. On sait que la conductivité molaire ionique $(λ)$ de $HO^-$ est supérieure à celle de $Cl^-$, donc la conductivité globale de la solution va diminuer. Pour simplifier, on a remplacé des ions $HO^-$ par des ions $Cl^-$. On a une diminution progressive, plus on ajoute de l'$H_3O^+$ dans le milieu, de la conductivité de la solution. Au bout d’un moment on arrive à l’équivalence et on continue à ajouter, à l’aide de la burette, des ions $H_3O^+$ et des $Cl^-$ dans le milieu.

La conductivité va alors augmenter progressivement. Pour repérer l’équivalence à l’aide d’un conductimètre, on se met à l’intersection des deux droites tracées et on détermine le volume à l’équivalence. Sur le graphique, on a la conductivité et le volume d’$H_3O^+$ ajouté. Il faut savoir expliquer et justifier l’évolution de la conductivité à différents moments.

Quelles sont les limites de ce titrage par conductimétrie ? Il ne faut pas que ces solutions soient trop concentrées sinon cela fausse la mesure du conductimètre. Et, inversement, il ne faut pas que lorsqu’on ajoute la solution à doser cela dilue trop le milieu. Si on dilue trop le milieu, cela va avoir un effet global sur la concentration des différentes espèces et on va fausser la courbe.