Dosage d'un produit ménager
a) Il faut utiliser des lunettes( même si ça fait "tête de
mouche") et des gants de protection, car la solution a une concentration
en hydroxyde de sodium très importante.
Cette solution est donc très réactive, donc
très dangereuse : "prudence est mère de sûreté"..
b) Il faut introduire 20mL d’eau distillée dans la fiole jaugée car
il ne faut jamais verser directement de l’eau sur une solution concentrée
de base(ou d’acide d’ailleurs !).
Les risques ? Projection ! En cas de projections sur la peau ou dans
l’œil laver à l’eau, et consulter un bon médecin, (l’être
humain ne possède pas d’œil de rechange).
c) Première dilution , la phrase magique :
le nombre de moles d'hydroxyde de sodium dans la solution mère est égal
au nombre de moles d'hydroxyde de sodium dans la solution fille :
no = Co.Vo = n(fille) = C(fille).V(fille)
la concentration de la solution fille est :
Seconde dilution : la solution fille va donner une solution " petite
fille " (on s’arrêtera là pour la descendance) appelée solution Sb.
Le nombre de moles d’hydroxyde de sodium présent dans la solution
fille est égal au nombre de moles d’hydroxyde de sodium contenu dans la
solution Sb : n(fille) = C(fille).V1 = nb = Cb.V
On a dilué 200 fois la solution commerciale !
Q2
a) Si le volume de solution à titrer est trop faible, l'agitateur
magnétique risque de frapper la sonde du pH-mètre (qui ne mérite pas ça). On
ajoute par conséquent un peu d'eau distillée pour résoudre le problème.
b) Cet ajout ne fausse pas le titrage
car on ne modifie pas le nombre de moles d'hydroxyde de sodium contenue dans le
bêcher.
c) On étalonne le pH-mètre avec 2
solutions étalons généralement de pH = 4 et pH = 7. On rince l'électrode avec un peu d'eau
distillée, puis on la sèche avec du papier buvard.
Q3
On rappelle que les concentrations du solvant (eau) et des corps solides,
n'interviennent pas dans la constante d'équilibre.
a) L’acide chlorhydrique (H3O+,Cl-)
réagit avec l’hydroxyde de sodium (Na+,HO-) pour
donner l'équation bilan suivante, d'une pureté et d'une beauté absolue…
H3O+aq + Cl-aq + Na+aq + HO-aq
= 2H2O + Na+aq + Cl-aq
A remarquer que les ions chlorure et sodium ne participent pas à la
réaction : on les appelle des ions spectateurs. On pourrait écrire (en le
précisant) l’équation bilan simplifiée :
H3O+aq + HO-aq = 2H2O
b) La constante de réaction est:
Or le produit ionique de l'eau est : Ke = [HO-]eq.[H3O+]eq =10-pKe =
10-14 donc
La constante d'équilibre inverse K' est:
K’ est donc le produit
ionique de l'eau.
c) La constante d'équilibre K est très supérieure à 103 :
a) Allez, c'est cadeau ! Voilà une belle courbe qui fait rêver. On se
régale la prunelle.
b) Méthode pour déterminer le point équivalent, méthode des tangentes.
1) Tracer 2 tangentes à la courbe parallèles entre elles de part et
d'autre du point d'équivalence.
2) Tracer la parallèle équidistante de ces deux tangentes.
3) L'intersection de cette parallèle avec la courbe pH = f(Vb) donne le point d'équivalence E (VbE;pHE).
Voir courbe ci dessus.
c) Les coordonnées du point équivalent E sont:
E(VaE = 7,1 mL; pHE =
6,9)
d) Rappelons l'équation de dosage :
H3O+aq + HO-aq = 2H2O
Données: VaE = 7,1mL ;Ca
= 4 x 10-2 mol.L-1 ; Vb
= 10mL;
A l'équivalence, d'après les nombres stœchiométriques, le nombre de
moles d'acide versé est égal au nombre de moles de base initialement présent
dans le bêcher :
na(versé) = nb(i) donc Ca.VaE =
Cb.Vb
La concentration de la solution commerciale est :
Q5
Réponse partielle, pour voir la vidéo clique
ici.
Le pourcentage massique d'hydroxyde de sodium est : 18,5 %
L'erreur relative est de 7,5%.