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Dosages d’acides très faibles TPG 06 L’objectif de cette séance est de comprendre les problèmes qui se posent lorsque l’on veut doser un acide très faible par une base forte et de proposer quelques solutions à ces problèmes. I- DOSAGE D’UNE SOLUTION DE CHLORURE D’AMMONIUM On veut doser une prise d’essai E = 10 mL d’une solution de chlorure d’ammonium (cNH4Cl ≈ 0,1 mol.L-1) par la soude à 0,10 mol.L-1 (étalonnée si le temps). Q1. Ecrire l’équation de réaction de dosage et calculer sa constante thermodynamique d’équilibre. Cette réaction est-elle a priori exploitable pour un dosage ? Q2. Justifier par un calcul le pH attendu à V = 0, V = Véq/2, V = Véq, V = 1,5.Véq. Vérifier ces valeurs sur la courbe de dosage tracée sur Dozzzaqueux. Q3. Commenter l’allure de cette courbe et expliquer le problème d’un suivi pH-métrique pour ce dosage. Réaliser le dosage en utilisant un suivi conductimétrique et un suivi pH-métrique simultanément. On tracera le graphe σcorrigée = f(V) où σcorrigée est la valeur de la conductivité recalculée en tenant compte de la dilution au cours du dosage. On indique : corrigée lue E Veau V E Veau Q4. Justifier l’allure du graphe conductimétrique obtenu. On s’aidera des valeurs conductivités molaires ioniques par mole de charge indiquées ci-dessous. Q5. Comparer les résultats obtenus avec les deux méthodes. Conclure. Remplir la feuille de résultats Données : ion λ°(1/|z|) / mS.m².mol-1 H3O+ 35,0 Na+ 5,0 NH4+ 7,3 OH19,9 Cl7 ,6 II- DOSAGE D’UNE SOLUTION D’ACIDE BORIQUE EN PRESENCE DE MANNITOL On veut doser une prise d’essai E = 10 mL d’une solution d’acide borique (cB(OH)3 ≈ 0,12 mol.L-1) par la soude à 0,1000 mol.L-1. Q6. Ecrire l’équation de réaction de dosage et calculer sa constante thermodynamique d’équilibre. Cette réaction est-elle a priori exploitable pour un dosage ? Q7. Tracer sur Dozzzaqueux les suivis pH-métrique et conductimétrique. Conclure. 1/3 La manipulation va être réalisée en présence de mannitol, un sucre mais aussi un agent complexant. Chaque étudiant réalisera un suivi pH-métrique en présence d’une quantité différente de D-mannitol. On notera le volume d’eau rajouté lors du dosage. Les quantités de mannitol choisies devront varier entre 1 et 10 g, par pas de 0,5 g environ. Q8. En présence de mannitol, l’acide borique se comporte comme l’acide du couple H3BO3 / B(Ma)2-. A l’aide des données, écrire l’équation associée à la constante d’acidité apparente de l’acide borique. Exprimer le KA(app) en fonction de KA, β et de la concentration en mannitol [Ma] dans le milieu. Q9. Faire l’application numérique. Que peut-on dire de l’acidité apparente de l’acide borique en présence de mannitol par rapport à son acidité en milieu non complexant ? Conclure. Q10. Commenter l’allure de la courbe de dosage, et l’influence de la quantité de mannitol introduite sur la courbe de dosage (mettre en commun les courbes de chaque étudiant). Remplir la feuille de résultats Q11. Pour aller plus loin… En utilisant les résultats de tout le groupe, réfléchir à un traitement des résultats permettant de retrouver expérimentalement la valeur de β. Données : pKA (NH4+/NH3) = 9,2 pKA (H3BO3/B(OH)4-) = 9,2 B(OH)4- + 2 MaH2 = B(Ma)2- + 4 H2O Réaction de complexation de constante thermodynamique d’équilibre β= 104,7. La molécule de mannitol Le complexe B(Ma)2HOCH2(OH)HC HOCH2(OH)HC O O B O O CH(OH)CH2OH CH(OH)CH2OH 2/3 NOM : Feuille de résultats TPG 06 I- DOSAGE D’UNE SOLUTION DE CHLORURE D’AMMONIUM 1) Etalonnage de la soude (facultatif) 0,5 % Etalon choisi : Essai 1 m1 = V1 = C1 = Essai 2 CNaOH = ( 2) Suivi pH-métrique ± ) ± ) ± ) 1,2 % Veau = mL Véq(pH) = mL CpH = ( 3) Suivi conductimétrique Véq(cond) = Essai 3 (si besoin) m3 = V3 = C3 = m2 = V2 = C2 = 2% mL Ccond = ( II- DOSAGE D’UNE SOLUTION D’ACIDE BORIQUE EN PRESENCE DE MANNITOL Suivi pH-métrique 1,2 % m mannitol = g Veau = mL Véq= mL CH3BO3 = ( ± ) 3/3
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