TP 03A : Méthode de suivi d’un titrage Term.Spé SPC
Dosage par titrage pHmétrique
Notions et contenus Compétences exigibles
Titre massique et densité d’une solution. Réaliser une solution de concentration donnée en soluté apporté à
partir d’une solution de titre massique et de densité fournis.
Titrage avec suivi pH-métrique. Mettre en œuvre le suivi pH-métrique d’un titrage ayant pour
support une réaction acide-base.
Exploiter un titrage pour déterminer une quantité de matière, une
concentration ou une masse.
Contexte/problématique :
La société Saturnin-Peho Vinaigre confit la vérification de la concentration en acide acétique de ses vinaigres à ses deux
nouveaux stagiaires : Jenny Kompranriun, Aude Osaj.
Leur maître de stage Félicie Tation, leur laisse un peu de documentation et leur fait entièrement confiance pour mener à bien
cette tâche. Ne voulant pas décevoir leur maître de stage, vos amis Jenny Aude font appel à vous :
Déterminer le degré d’un vinaigre blanc à l’aide d’un suivi pHmétrique.
Document 1 : Le vinaigre
Le mot « vinaigre » provient du mot composé « vin aigre ». Le vinaigre est un liquide acide (pH
généralement compris entre 2 et 3) obtenu grâce à l’oxydation de l’éthanol dans les boissons
alcoolisées par un processus de fermentation acétique. Il est généralement utilisé dans l’alimentation
et possède une efficacité redoutable pour le ménage (désinfectant, désodorisant, nettoyant,
détartrant…).
Le titre massique est exprimé soit en g.L-1 (ce qui correspond à une concentration en masse), soit en °
ou % (ce qui correspond à un pourcentage massique).
Le vinaigre commun a un titre massique d’environ 6 à 8 % d’acide acétique (ou acide éthanoïque) mais
l’acide tartrique et l’acide citrique se retrouvent, en plus faibles concentrations, dans les vinaigres
naturels.
Le degré d’un vinaigre est la masse (en grammes) d’acide éthanoïque pur contenu dans 100 g de vinaigre.
Formule de l’acide éthanoïque CH3COOH ; Couple acide/base : CH3COOH / CH3COO ; Masse molaire : Macét = 60,0 g/mol ; Masse
volumique du vinaigre ρ = 1,02 g/mL.
Document 2 : Titre massique (LLS.fr/PCTP66)
Comme vu dans le document 1, le titre massique d’une solution exprime la teneur en masse d’un soluté dans une solution.
m soluté
Lorsqu’il est exprimé en g.L-1, cela revient à l’expression d’une concentration massique : cmassique =
V solution
Avec msoluté en g ; Vsolution en L.
Lorsque le titre massique est exprimé en degré ° ou en pourcentage %, cela signifie qu’il est exprimé suivant un rapport de
grandeurs de même dimension (même unité). Il s’agit alors du rapport entre la masse dissoute de soluté et la masse de solution :
msoluté
w=
msolution
Avec msoluté la masse de soluté dissout et msolution la masse de solution, toutes deux en g.
Document 3 : Suivi pHmétrique
La titrimétrie ou titrage est une technique de dosage utilisée en chimie afin de
déterminer la concentration d’une espèce chimique en solution (ou titre d’une
solution).
La méthode de titrage la plus utilisée est le titrage volumétrique : Elle consiste à
utiliser une solution de concentration connue afin de réagir avec une espèce
chimique contenue dans la solution inconnue. Les titrages volumétriques les plus
répandus sont les titrages base-acide ou acide-base. Pour ce dernier, l’opérateur fait
couler goutte à goutte une solution basique (appelée solution titrante) à l’aide d’une
burette, dans un volume déterminé de solution acide (appelée solution titrée) placé
dans un bécher. Ainsi les réactifs titrant et titré réagissent dans les proportions
stœchiométriques de l’équation de la réaction support du titrage.
Le point d’équivalence est connu grâce à la brusque variation de pH du milieu
réactionnel, mesuré par une sonde pH-métrique placée dans la solution titrée.
Un titrage pH-métrique n’est terminé que lorsque la valeur du pH ne varie plus de
façon significative.
Lors d’un titrage il faut se limiter à une seule descente de burette
, Document 4 : Détermination de l’équivalence
À l’équivalence, le pH varie très brusquement. Une seule goutte de solution titrante ajoutée provoque une variation de plusieurs
unités de pH. Pour réaliser un titrage précis, il est nécessaire d’agiter (à l’aide d’un turbulent) et de verser la solution titrante
goutte à goutte à l’approche du saut de pH.
Une fois les mesures effectuées, il est possible de déterminer graphiquement le point d’équivalence du titrage par 2 méthodes :
Méthode de la courbe dérivée : Méthode des tangentes parallèles :
Après avoir tracé la courbe pH = f(V) (V étant le volume versé
de solution titrante), on trace la courbe a = f (V) représentant le Après avoir tracé la courbe pH = f(V) (V étant le volume versé
de solution titrante) :
d pH
coefficient directeur a = de la tangente à la courbe - Tracer deux tangentes à la courbe de titrage (T1 et T2),
dV parallèles et situées de part et d’autre du saut de pH ;
pH = f(V) en fonction du volume V. - Tracer la droite parallèle à ces deux tangentes (D) et située à
L’abscisse du maximum de la courbe a = f (V) correspond au équidistance de T1 et T2 ;
point d’équivalence de coordonnées Véquiv. Par la suite, en Le point d’équivalence (Véquiv ; pHéquiv) est le point d’intersection
exploitant le graphique pH = f(V) on peut déterminer le pHéquiv de la courbe de titrage avec cette droite.
à l’équivalence du titrage.
Lien
vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=kJf3GQUUX4U
a. Titrage d’un acide par une base.
b. Titrage d’une base par un acide.
Rq : s’agissant d’une méthode numérique, il faut s’assurer d’un
maximum de points de mesures au voisinage du saut de pH.
Matériel disponible :
Solution de soude SB à CB = 1,0.101 mol.L-1 ; Vinaigre ; pHmètre + sonde ; solutions tampons de pH 4,0 et 7,0 ;
Pipettes jaugées 5,0 mL, 10,0 mL et 20,0mL ; burette graduée 25,0 mL ; fiole jaugée 50,0 mL ;
Éprouvette graduée 20 mL ; Pissette d’eau distillée ; béchers de 100 mL et 250mL.
Travail à effectuer : Questions 1 à 5 à préparer à la maison
1. La réaction support du titrage est une réaction acido-basique totale entre l’acide acétique contenu dans le vinaigre et la
soude, faisant intervenir les couples CH3COOH/CH3CO2 et H2O/HO. Ecrire l’équation de la réaction support du titrage.
2. Annoter le schéma de montage utilisé pour le titrage pHmétrique. Préciser la solution en ② et ⑧.
3. Calculer la concentration molaire Cvinaigre en acide éthanoïque CH3COOH du vinaigre : Encadrer
Cvinaigre à l’aide des indications du document 1.
4. La solution SB de soude à CB = 1,0.10-1 mol.L-1, a été préparée à partir d’une solution concentrée
d’hydroxyde de sodium dont l’étiquette est présentée ci-contre :
A l’aide de ces indications, proposer un protocole expérimental détaillé permettant de préparer
1,00L de solution SB.
5. On souhaite doser un échantillon de 10,0 mL de vinaigre. Le vinaigre tant trop concentré, il faut le
diluer 10 fois pour mener le titrage. On nommera SA cette solution fille de concentration CA.
A l’aide des raisonnements des questions 3 & 4, estimer la valeur du volume de solution titrante versé à l’équivalence.
Dosage par titrage pHmétrique
Notions et contenus Compétences exigibles
Titre massique et densité d’une solution. Réaliser une solution de concentration donnée en soluté apporté à
partir d’une solution de titre massique et de densité fournis.
Titrage avec suivi pH-métrique. Mettre en œuvre le suivi pH-métrique d’un titrage ayant pour
support une réaction acide-base.
Exploiter un titrage pour déterminer une quantité de matière, une
concentration ou une masse.
Contexte/problématique :
La société Saturnin-Peho Vinaigre confit la vérification de la concentration en acide acétique de ses vinaigres à ses deux
nouveaux stagiaires : Jenny Kompranriun, Aude Osaj.
Leur maître de stage Félicie Tation, leur laisse un peu de documentation et leur fait entièrement confiance pour mener à bien
cette tâche. Ne voulant pas décevoir leur maître de stage, vos amis Jenny Aude font appel à vous :
Déterminer le degré d’un vinaigre blanc à l’aide d’un suivi pHmétrique.
Document 1 : Le vinaigre
Le mot « vinaigre » provient du mot composé « vin aigre ». Le vinaigre est un liquide acide (pH
généralement compris entre 2 et 3) obtenu grâce à l’oxydation de l’éthanol dans les boissons
alcoolisées par un processus de fermentation acétique. Il est généralement utilisé dans l’alimentation
et possède une efficacité redoutable pour le ménage (désinfectant, désodorisant, nettoyant,
détartrant…).
Le titre massique est exprimé soit en g.L-1 (ce qui correspond à une concentration en masse), soit en °
ou % (ce qui correspond à un pourcentage massique).
Le vinaigre commun a un titre massique d’environ 6 à 8 % d’acide acétique (ou acide éthanoïque) mais
l’acide tartrique et l’acide citrique se retrouvent, en plus faibles concentrations, dans les vinaigres
naturels.
Le degré d’un vinaigre est la masse (en grammes) d’acide éthanoïque pur contenu dans 100 g de vinaigre.
Formule de l’acide éthanoïque CH3COOH ; Couple acide/base : CH3COOH / CH3COO ; Masse molaire : Macét = 60,0 g/mol ; Masse
volumique du vinaigre ρ = 1,02 g/mL.
Document 2 : Titre massique (LLS.fr/PCTP66)
Comme vu dans le document 1, le titre massique d’une solution exprime la teneur en masse d’un soluté dans une solution.
m soluté
Lorsqu’il est exprimé en g.L-1, cela revient à l’expression d’une concentration massique : cmassique =
V solution
Avec msoluté en g ; Vsolution en L.
Lorsque le titre massique est exprimé en degré ° ou en pourcentage %, cela signifie qu’il est exprimé suivant un rapport de
grandeurs de même dimension (même unité). Il s’agit alors du rapport entre la masse dissoute de soluté et la masse de solution :
msoluté
w=
msolution
Avec msoluté la masse de soluté dissout et msolution la masse de solution, toutes deux en g.
Document 3 : Suivi pHmétrique
La titrimétrie ou titrage est une technique de dosage utilisée en chimie afin de
déterminer la concentration d’une espèce chimique en solution (ou titre d’une
solution).
La méthode de titrage la plus utilisée est le titrage volumétrique : Elle consiste à
utiliser une solution de concentration connue afin de réagir avec une espèce
chimique contenue dans la solution inconnue. Les titrages volumétriques les plus
répandus sont les titrages base-acide ou acide-base. Pour ce dernier, l’opérateur fait
couler goutte à goutte une solution basique (appelée solution titrante) à l’aide d’une
burette, dans un volume déterminé de solution acide (appelée solution titrée) placé
dans un bécher. Ainsi les réactifs titrant et titré réagissent dans les proportions
stœchiométriques de l’équation de la réaction support du titrage.
Le point d’équivalence est connu grâce à la brusque variation de pH du milieu
réactionnel, mesuré par une sonde pH-métrique placée dans la solution titrée.
Un titrage pH-métrique n’est terminé que lorsque la valeur du pH ne varie plus de
façon significative.
Lors d’un titrage il faut se limiter à une seule descente de burette
, Document 4 : Détermination de l’équivalence
À l’équivalence, le pH varie très brusquement. Une seule goutte de solution titrante ajoutée provoque une variation de plusieurs
unités de pH. Pour réaliser un titrage précis, il est nécessaire d’agiter (à l’aide d’un turbulent) et de verser la solution titrante
goutte à goutte à l’approche du saut de pH.
Une fois les mesures effectuées, il est possible de déterminer graphiquement le point d’équivalence du titrage par 2 méthodes :
Méthode de la courbe dérivée : Méthode des tangentes parallèles :
Après avoir tracé la courbe pH = f(V) (V étant le volume versé
de solution titrante), on trace la courbe a = f (V) représentant le Après avoir tracé la courbe pH = f(V) (V étant le volume versé
de solution titrante) :
d pH
coefficient directeur a = de la tangente à la courbe - Tracer deux tangentes à la courbe de titrage (T1 et T2),
dV parallèles et situées de part et d’autre du saut de pH ;
pH = f(V) en fonction du volume V. - Tracer la droite parallèle à ces deux tangentes (D) et située à
L’abscisse du maximum de la courbe a = f (V) correspond au équidistance de T1 et T2 ;
point d’équivalence de coordonnées Véquiv. Par la suite, en Le point d’équivalence (Véquiv ; pHéquiv) est le point d’intersection
exploitant le graphique pH = f(V) on peut déterminer le pHéquiv de la courbe de titrage avec cette droite.
à l’équivalence du titrage.
Lien
vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=kJf3GQUUX4U
a. Titrage d’un acide par une base.
b. Titrage d’une base par un acide.
Rq : s’agissant d’une méthode numérique, il faut s’assurer d’un
maximum de points de mesures au voisinage du saut de pH.
Matériel disponible :
Solution de soude SB à CB = 1,0.101 mol.L-1 ; Vinaigre ; pHmètre + sonde ; solutions tampons de pH 4,0 et 7,0 ;
Pipettes jaugées 5,0 mL, 10,0 mL et 20,0mL ; burette graduée 25,0 mL ; fiole jaugée 50,0 mL ;
Éprouvette graduée 20 mL ; Pissette d’eau distillée ; béchers de 100 mL et 250mL.
Travail à effectuer : Questions 1 à 5 à préparer à la maison
1. La réaction support du titrage est une réaction acido-basique totale entre l’acide acétique contenu dans le vinaigre et la
soude, faisant intervenir les couples CH3COOH/CH3CO2 et H2O/HO. Ecrire l’équation de la réaction support du titrage.
2. Annoter le schéma de montage utilisé pour le titrage pHmétrique. Préciser la solution en ② et ⑧.
3. Calculer la concentration molaire Cvinaigre en acide éthanoïque CH3COOH du vinaigre : Encadrer
Cvinaigre à l’aide des indications du document 1.
4. La solution SB de soude à CB = 1,0.10-1 mol.L-1, a été préparée à partir d’une solution concentrée
d’hydroxyde de sodium dont l’étiquette est présentée ci-contre :
A l’aide de ces indications, proposer un protocole expérimental détaillé permettant de préparer
1,00L de solution SB.
5. On souhaite doser un échantillon de 10,0 mL de vinaigre. Le vinaigre tant trop concentré, il faut le
diluer 10 fois pour mener le titrage. On nommera SA cette solution fille de concentration CA.
A l’aide des raisonnements des questions 3 & 4, estimer la valeur du volume de solution titrante versé à l’équivalence.
