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TP-Titrage-precipitation., Schémas de Chimie

a) Principe. Pour déterminer la concentration en Ag+ dans une solution, on réalise une pile avec deux électrodes : - l'une en Ag donnant le potentiel du ...

Typologie: Schémas

2021/2022

Téléchargé le 26/04/2022

Nicole_Lyon
Nicole_Lyon 🇫🇷

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TP SOLUTIONS AQUEUSES R.Duperray Lycée F.BUISSON PTSI
TITRAGE PAR PRECIPITATION
Objectif : Déterminer la concentration des ions chlorures dans une solution neutre de
chlorure de sodium.
Les réactions de précipitation étant quantitatives
K
=1/
Ks
!1
( )
, on peut les utiliser comme
méthodes de titrage, dès l’instant où l’on sait déterminer le point équivalent.
1) Méthode de Mohr, titrage colorimétrique
a) Principe
On dose les ions chlorures par une solution titrée de nitrate d’argent:
Ag
(
aq
)
++
Cl
(
aq
)
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AgCl
(
s
)
L’indicateur de fin de réaction est le chromate de potassium
K
2
CrO
4
en milieu neutre.
La réaction :
CrO
4(
aq
)
2!+2
Ag
(
aq
)
+"
Ag
2
CrO
4
s
( )
donne un précipité rouge. En annexe, il est montré que ce dernier n’apparaît qu’après la fin
de la précipitation des ions
Cl
!
.
b) Titrage d’une solution neutre de chlorure de sodium
Mettre dans la burette
AgNO
3
à
10-2 mol.L-1
et mettre dans le bécher 10 mL de solution à
doser (solution de
) diluée 10 fois et ajouter 2 gouttes de chromates.
Verser
AgNO
3
jusqu’à la coloration rouge persistante.
En déduire la concentration en
.
2) Titrage potentiométrique
a) Principe
Pour déterminer la concentration en
Ag
+
dans une solution, on réalise une pile avec deux
électrodes :
- l’une en
Ag
donnant le potentiel du couple rédox
Ag
+/
Ag
- l’autre servant de référence
La f.é.m. de la pile est mesurée par un voltmètre de grande impédance et vaut (à 25°C) :
U
=
E
(
Ag
+/
Ag
) -
Eref
= 0,799 +0,059log[
Ag
+]-
Eref
.
Pour l’électrode de référence, on ne peut utiliser l’électrode au calomel :
Hg
(!)
Hg
2
Cl
2(
s
)
Cl
!
. En
effet les ions chlorure peuvent filtrer à travers la paroi poreuse et précipiter alors avec les
ions
Ag
+
. On peut utiliser un pont électrolytique ou une électrode au sulfate mercureux de
symbole
Hg
(!)
Hg
2
SO
4(
s
)
SO
4
!
et de potentiel 0,6513 V/ENH à placer sur COM du voltmètre.
b) Dosage
Mettre dans la burette
AgNO
3
à
10-2 mol.L-1
et mettre dans le bécher 10 mL de solution à
doser (solution de
) diluée 10 fois dans une fiole jaugée de 100 mL. Ajouter 40 mL
environ d’eau pour immerger les électrodes
Mesurer
U
en fonction du volume
V
versé jusqu’à
2
Veq
.
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TP SOLUTIONS AQUEUSES R.Duperray Lycée F.BUISSON PTSI

TITRAGE PAR PRECIPITATION

Objectif : Déterminer la concentration des ions chlorures dans une solution neutre de chlorure de sodium.

Les réactions de précipitation étant quantitatives ( K = 1 / Ks! 1 ) , on peut les utiliser comme

méthodes de titrage, dès l’instant où l’on sait déterminer le point équivalent.

1) Méthode de Mohr, titrage colorimétrique

a) Principe On dose les ions chlorures par une solution titrée de nitrate d’argent: Ag(^ + a^ q )+ Cl(^! a^ q )" AgCl( s ) L’indicateur de fin de réaction est le chromate de potassium K 2 CrO 4 en milieu neutre. La réaction : CrO 42 (! a^ q )+ 2 Ag(^ + a^ q )" Ag 2 CrO (^4) ( s )

donne un précipité rouge. En annexe, il est montré que ce dernier n’apparaît qu’après la fin de la précipitation des ions Cl!^.

b) Titrage d’une solution neutre de chlorure de sodium Mettre dans la burette AgNO 3 à 10 -^2 mol.L-^1 et mettre dans le bécher 10 mL de solution à doser (solution de NaCl ) diluée 10 fois et ajouter 2 gouttes de chromates. Verser AgNO 3 jusqu’à la coloration rouge persistante. En déduire la concentration en NaCl.

2) Titrage potentiométrique

a) Principe Pour déterminer la concentration en Ag +^ dans une solution, on réalise une pile avec deux électrodes :

  • l’une en Ag donnant le potentiel du couple rédox Ag +^ / Ag
  • l’autre servant de référence La f.é.m. de la pile est mesurée par un voltmètre de grande impédance et vaut (à 25°C) : U = E ( Ag +^ / Ag ) - E ref^ = 0 , 799 + 0 , 059 log[ Ag +^ ] - E ref^. Pour l’électrode de référence, on ne peut utiliser l’électrode au calomel : Hg(!) Hg 2 Cl 2 ( s ) Cl!^. En effet les ions chlorure peuvent filtrer à travers la paroi poreuse et précipiter alors avec les ions Ag +^. On peut utiliser un pont électrolytique ou une électrode au sulfate mercureux de symbole Hg(!) Hg 2 SO 4 ( s ) SO 4!^ et de potentiel 0,6513 V/ENH à placer sur COM du voltmètre.

b) Dosage Mettre dans la burette AgNO 3 à 10 -^2 mol.L-^1 et mettre dans le bécher 10 mL de solution à doser (solution de NaCl ) diluée 10 fois dans une fiole jaugée de 100 mL. Ajouter 40 mL environ d’eau pour immerger les électrodes Mesurer U en fonction du volume V versé jusqu’à 2 Veq.

Déduire Veq du tracé de la courbe U ( V ). Exploiter cette courbe pour calculer Ks de AgCl (voir annexe). On peut vérifier l’étalonnage de la courbe avec^ E^ ref^.

ANNEXE: Compléments théoriques

1) Méthode de Mohr, titrage colorimétrique : principe

(^1 )^ Ag^ +^ +^ Cl^!^ =^ AgCl( s ) précipité^ blanc^ K^ =^1 Ks =^1010

(^2 ) 2 Ag^ +^ +^ CrO 4!^ =^ Ag 2 CrO 4 ( s ) précipité^ rouge^ K^ '^ =^1 K^ ' s =^1012

Les valeurs de^ K^ et de^ K^ '^ ne permettent pas de prédire l’ordre des précipitations car les stœchiométries des réactions en Ag +^ sont différentes ; la première réaction consomme un élément argent la deuxième deux. On suppose que (1) est à l’équivalence et que (2) n’est pas commencé. Cherchons une condition sur " # C rO 4 !$ % pour réaliser cette condition. On a^! " Ag +# $ =^! " C l %# $ = Ks = 10 %^5. On

reporte dans Ks ' =! " Ag +# $^2! " C rO 42 %# $ = 10 %^10! " C rO 42 %# $. On trouve^ " # C rO 42 !$ % = 10!^2 mol.L-^1. Ainsi, tant

que^ " # C rO 42 !$ % < 10!^2 mol.L-^1 la réaction (2) n’a pas commencée. On met quelques gouttes de chromate et c’est bon.

2) Titrage potentiométrique

On fait un tableau d’avancement en nombre de moles. Ag +^ + Cl!^ = AgCl( s ) K = 1010! 1 EI C 2 V 2 C 1 V 1! (a) V 2 < V 2 eq^! C 1 V 1! C 2 V 2!^ (b) V 2 = V 2 eq ( V 1 + V 2 eq) Ks ( V 1 + V 2 eq) Ks^!^ (c) V 2 > V 2 eq C 2 V 2! C 1 V 1!^!^ (d)

V 2

Cl !, C 1 , V 1

V COM

Ag +, C 2 mol.l-^1

Electrode d’argent

Electrode de référence au sulfate mercureux