Chapitre 7 : Les dosages - physagreg.fr

1 Classe de 1 reS Chapitre 7 Chimie 1 Chapitre 7 : Les dosages Introduction : Nous allons utiliser dans ce Chapitre les notions vues pr c demment : conductim trie, r actions acido-basiques et d oxydor ductions. En combinant ces notions, nous allons pouvoir d terminer la quantit de mati re d une esp ce chimique. I Principe d un dosage : 1) D finition : Doser (ou titrer) une esp ce chimique (mol cule ou ion) en solution, c est d terminer sa concentration molaire dans la solution consid r e. Nous avons besoin de ces dosages dans tout ce qui concerne les analyses, par exemple, analyse chimique du sang : Dosage du cholest rol, la concentration peut- tre molaire (mol/L) ou massique (en g/L).

2 D tection et dosage de produits dopants. 2) Plusieurs m thodes de dosage : On peut utiliser des m thodes non destructives : Elles ne font pas intervenir de r actions chimiques. On utilise des grandeurs physiques dont la valeur ne d pend que de la concentration en esp ce de la solution : Variation de l indice de r fraction. Variation de l absorption de lumi re (absorbance). Variation de la conductance G. dosages destructifs ou directs : On utilise alors une r action chimique. Le r actif titr est l esp ce dont on veut d terminer la concentration, il est contenue dans la solution doser. On utilise une solution titrante contenant un r actif titrant choisi en fonction de l esp ce doser.

3 Les solutions sont plac es comme sur le sch ma ci-contre : Le mat riel n cessaire au dosage est : Un dispositif d agitation magn tique Un b cher Une burette gradu e Classe de 1 reS Chapitre 7 Chimie 2 3) D roulement d un dosage direct : On verse l aide de la burette la solution titrante dans la solution titrer. Il se produit alors la r action de dosage qui met en jeu le r actif titr et le r actif titrant. Celle-ci peut tre soit acido-basique, soit d oxydor duction. Pour qu une r action chimique soit utilis e comme r action de dosage, il faut qu elle soit : Univoque : il faut que les deux r actifs, titr et titrant, r agissent selon une seule et unique r action.

4 Totale : Un des deux r actifs mis en pr sence doit dispara tre compl tement. Rapide. Jusqu quand faut-il verser la solution titrante ? On verse la solution titrante jusqu ce que le r actif titr est totalement r agi. On atteint alors l quivalence. Au cours du dosage, les r actifs r agissent dans les proportions st chiom triques. Avant l quivalence, le r actif titrant est le r actif limitant ( chaque fois que l on en verse, il dispara t). A l quivalence, les r actifs sont int gralement consomm s. Apr s l quivalence, le r actif titrant est introduit en exc s (il n y a plus de r actif titr donc plus de r action). Que se passe t-il au niveau de l avancement de la r action ?

5 A chaque ajout de r actif titrant, l avancement est maximal. A l quivalence, les deux r actifs sont totalement consomm s est l avancement prend la valeur xeq. Rep rage de l quivalence : C est le but de chaque dosage, rep rer l quivalence et noter le volume de solution titrante que nous avons introduit. On peut effectuer ce rep rage soit par : Un changement de couleur du milieu r actionnel (fr quent en oxydor duction). Un changement de couleur d un indicateur color . Il a t introduit pr alablement au dosage dans la solution titrer. Le trac d une courbe II Un exemple : dosage d oxydor duction des ions fer II par une solution de permanganate de potassium : 1) R alisation du dosage : Manipulation prof : voir livre p 100 Les l ves font le sch ma du dosage, notent leurs observations et le volume obtenu l quivalence.

6 A quel moment rep re t-on l quivalence ? 2) Etude quantitative du dosage : a. Ecrire l quation de la r action de dosage. Interpr ter le changement de couleur de la solution et la persistance de la coloration au moment de l quivalence. MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8 H+(aq) Mn2+(aq) + 5 Fe3+(aq) + 4 H2O(l) Classe de 1 reS Chapitre 7 Chimie 3 La solution de permanganate se d colore au fur et mesure de son ajout car les ions MnO4-aq violet disparaissent pour laisser place au ions Mn2+aq transparent. A l quivalence, les ions Fe2+aq ont t int gralement consomm s, il n y a donc plus r actions et les ions MnO4-aq sont en exc s d o la persistance de la couleur violette ce moment.

7 B. Remplir un tableau d avancement pour la r action de dosage : D terminer les quantit s de r actifs lorsque l on a vers le volume v2 de solution de permanganate. Ecrire l tat du syst me au cours du dosage. On rappelle qu au cours du dosage les ions MnO4-(aq) disparaissent chaque ajout et qu l quivalence, les ions Fe2+(aq) ont aussi totalement r agi. Ecrire alors les deux quations consid rer et r soudre le syst me qui donne la concentration de la solution de fer II. On a r solu le syst me suivant : c2*v2 xeq = 0 xeq= c2*v2 (1) c1*v1 5x = 0 c1*v1 = 5* c2*v2 (2) L quation (2) nous permet de remplir la derni re ligne du tableau d avancement. L quation (1) nous permet d atteindre notre but, avoir la concentration en ions Fe2+aq de la solution titrer : [] *2010* = == + On crit le r sultat avec deux chiffres significatifs puisque toutes les donn es en ont deux (on ne tient pas compte du coefficient multiplicateur 5.)

8 Equation MnO4-(aq) + 5 Fe2+(aq) + 8 H+(aq) Mn2+(aq) + 5 Fe3+(aq) + 4 H2O(l) Etat du syst me Avancement (x en mol) nMnO4 nFe2+ nH+ nMn2+ nFe3+ - Initial x = 0 c2*v2 c1*v1 exc s 0 0 - Au cours du dosage x c2*v2 - x c1*v1 5x exc s x 5x - A l quivalence xeq = *10-4 0 0 exc s *10-4 - Exercices n 7, 9 12 et 19 p 109-111