TLE- SPE-SPC-ANALYSER UN SYSTEME PAR DES METHODES CHIMIQUES

« TLE- SPE-SPC-ANALYSER UN SYSTEME PAR DES METHODES CHIMIQUES Objectifs : poursuivre le travail amorcé en seconde et en spécialité de première, consistant à déterminer la composition d’un système, en exploitant des méthodes chimiques, c’est-à-dire pour lesquelles il y a une transformation chimique. 12/09/2023 Pour cela, il est nécessaire de maîtriser : - la modélisation d’une transformation chimique par son équation et en particulier les transformations d’oxydo-réduction (voir fiche méthode) - le tableau d’avancement qui permet de donner la composition du système chimique au cours de la transformation (voir fiche méthode), résumé ci-dessous, d’après Hachette-première : 1 TLE- SPE-SPC-ANALYSER UN SYSTEME PAR DES METHODES CHIMIQUES la notion de titrage et d’équivalence du titrage, d’après Hachette-première la réaction d’un titrage doit être totale, rapide et unique ! A faire : Exercices p 62 n°5 et 6 12/09/2023 - 2 TLE- SPE-SPC-ANALYSER UN SYSTEME PAR DES METHODES CHIMIQUES Correction n°5 1.

Pour identifier réactif titré (à titrer, donc celui dont on cherche la quantité ou la concentration) et réactif titrant, analyser l’énoncé : « on veut contrôler la composition en ions Ca2+(aq) » donc c’est Ca2+(aq) qui est le réactif titré.

« un titrage par une solution d’hydroxyde de sodium Na+(aq) + HO-(aq) » donc cette solution contient le réactif titrant (celui par qui le titrage s’effectue) L’équation du titrage ne fait apparître que les ions HO-(aq) et pas Na+(aq).

On en déduit que HO-(aq) est le réactif titrant (Na+(aq) sont spectateurs) 2.

La réaction support d’un titrage doit être totale, rapide et unique. 3.

A l’équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques, donc un tableau d’avancement amène nf(Ca2+) = 0 et nf(HO-) = 0 avec nf(Ca2+) = ni(Ca2+) – xmax et nf(HO-) = ni(HO-) – 2 xmax.

donc xmax = ni(Ca2+) = ni(HO-) / 2 (relation à l’équivalence) Avec ni(Ca2+) = m0(Ca2+) / M(Ca2+) et ni(HO-) = nE(HO-) Alors m0(Ca2+) / M(Ca2+) = nE(HO-) / 2 est l’expression correcte de la relation à l’équivalence. 12/09/2023 Correction n°6 1.

A l’équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques, donc un tableau d’avancement amène nf(C4H4O4) = 0 et nf(HO-) = 0 avec nf(C4H4O4) = ni(C4H4O4) – xmax et nf(HO-) = ni(HO-) – 2 xmax.

donc xmax = ni(C4H4O4) = ni(HO-) / 2 (relation à l’équivalence) Donc n1(C4H4O4) = nE(HO-) / 2 2.

Avec nE(HO-) = [HO-] x VE = cB x VE et n1(C4H4O4) = c x V1 Alors c = cB x VE / V1 = 1,00 x 10-2 x 15,7 / 10,0 = 1,57 x 10-2 mol.L-1 3 TLE- SPE-SPC-ANALYSER UN SYSTEME PAR DES METHODES CHIMIQUES Comment détecter l’équivalence d’un titrage ? - Changement de couleur dû à l’apparition et/ou disparition d’une espèce chimique colorée (déjà rencontré en première) Ajout d’une entité colorée (indicateur coloré) qui n’a pas la même couleur avant et après l’équivalence (vu dans chapitre ultérieur) A l’aide d’un graphique obtenu par un suivi conductimétrique ou un suivi pH-métrique (voir ultérieurement). A connaître : suivi conductimétrique d’un titrage La réaction support du titrage doit impliquer des espèces ioniques. Le montage est celui d’un titrage complété par le conductimètre, dont l’électrode plonge dans la solution titrée. On ajoute un grand volume d’eau distillée (100 à 200 mL) afin de pouvoir négliger l’effet de dilution au cours du titrage.[A chaque volume de solution titrante versée, la concentration des espèces présentes, ne doit varier qu’en raison de la réaction de titrage et pas parce que le volume global est modifié] On mesure la conductivité de la solution au fur et à mesure que la solution titrante est versée, pour obtenir le graphique : L’évolution de la conductivité en fonction du volume Mesurer le volume équivalent : versé de solution titrante, doit présenter une On trace les deux portions de droite.

Et on lit le rupture de pente. volume équivalent à leur intersection. Si l’effet de dilution ne peut être négligé, on Avec Latispro, cliquer droit sur la zone graphique : n’observe pas deux portions de droite mais plutôt possibilité de tracer des droites et noter leurs deux courbes. équations mathématiques ou d’utiliser le réticule. A faire : exercices p 63 n°8, 9 et 10 Correction n°8 Correction n°9 1.

On trace les deux portions de droite et on lit le volume versé à l’équivalence, à leur intersection.

VE = 6,8 mL 2.

A l’équivalence ni(C9H8O4) = nE(HO-) avec ni(C9H8O4) = cA x VA et nE(HO-) = [HO-] x VE Donc cA = [HO-] x VE / VA = 2,0 x 10-2 x 6,8 / 10,0 = 1,4 x 10-2 mol.L-1 12/09/2023 1.

On lit en ordonnée des valeurs comprises entre 0 et 0,028.

Puisque les valeurs habituelles du pH sont comprises entre 0 et 14, alors la grandeur mesurée est la conductivité et pas un pH. 2.

Donc on en déduit qu’il ne s’agit pas d’une courbe de suivi pH-métrique mais d’un suivi conductimétrique. 3.

Voir rappel + ajout conductimètre. 4 TLE- SPE-SPC-ANALYSER UN SYSTEME PAR DES METHODES CHIMIQUES Correction n°10 Si on a obtenu un volume versé à l’équivalence pour un titrage avec suivi pH-métrique, on doit obtenir le même volume à l’équivalence (10,0 mL) pour le même titrage (même réaction support) avec un suivi conductimétrique. On applique dans un premier temps la méthode pour obtenir le volume versé à l’équivalence dans le cas du suivi conductimétrique.

On lit VE = 10 mL pour le graphique de gauche et 11 mL pour le graphique de droite. Donc a priori on obtiendrait plutôt le graphique de gauche..... »