T.P.10. Correction. DOSAGES PAR TITRAGE DIRECTS

1 TP10. Correction. Dosage pH-m trique de l aspirine Contr le de qualit par dosage - DOSAGES DIRECTS . Correction. DOSAGES PAR TITRAGE DIRECTS I. DOSAGE PH-METRIQUE DE L ASPIRINE 1) L aspirine : Question 1 : Entourer et nommer, sur la formule topologique de l acide ac tylsalicylique ci-dessous les groupes fonctionnels Donner la formule topologique de l ion ac tylsalicylate : Comme l acide ac tylsalicylique est de la forme R-COOH (acide carboxylique), l ion ac tylsalicylate est de la forme RCOO (ion carboxylate) L aspirine est l acide du couple acide ac tylsalicylique / ion ac tylsalicylate de pKA = 3,7. Couple du type AH / A- (RCOOH / RCOO- ) soit C9H8O4 / C9H7O4- 2) TITRAGE DE LA SOLUTION D ASPIRINE Question 2 : Faire un sch ma annot du dosage : voir ci-contre. Vb (mL) 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 5,0 pH 3,02 3,70 Vb (mL) 6,0 7,0 8,0 9,0 9,2 9,4 9,60 9,8 10,0 10,2 10,4 10,6 10,7 10,8 11,0 11,2 pH 5,02 5,60 7,80 8,60 9,80 10,00 10,32 Vb (mL) 11,4 11,5 11,8 12,2 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 pH 10,42 10,52 10,51 10,65 10,94 11,42 11,47 acide ac tylsalicylique Ion ac tylsalicylate E pHE= 7,2 VBE = 10,20 cm3 TP10.

2 Correction. Dosage pH-m trique de l aspirine (suite). Questions 3 : Parmi les indicateurs color s donn s dans le tableau, indiquez, en justifiant, lequel aurait pu contenir si vous aviez effectu un TITRAGE colorim trique. Pour choisir un indicateur color acido-basique, Il conna tre pHE. C est l ordonn e du point quivalent E (qui appartient la courbe pH=f(Vb). L ordonn e du point quivalent E est pHE = 7,2. La zone de virage du (6,0-7,6) contient pHE= 7,2. Cet indicateur color convient donc : il vire la goutte pr s du jaune au bleu. Questions 4 : crire l quation de la r action support du TITRAGE . AH(aq) + HO- (aq) A-(aq) + H2O(l) C9H8O4(aq) + HO- (aq) C9H7O4-(aq) + H2O(l) acide ac tylsalicylique ion hydroxyde ion ac tylsalicylate eau Exploiter l quivalence pour d terminer la quantit de mati re d acide ac tylsalicylique contenue dans un comprim.)

3 A l quivalence : r actifs titrant et titr sont totalement consomm s et ont r agi dans les proportions st chiom triques donn s par l quation du TITRAGE . n (C9H8O4) dans les 20,0 mL = nE (HO ) vers s soit n (C9H8O4) dans les 20,0 mL = CB VbE 1 1 n (C9H8O4) dans les 20,0 mL = 1, x 10, = 1, mol. Comme le comprim avait t dissous dans une fiole de 500,0 mL, la quantit de mati re d acide ac tylsalicylique est 500/20=25 fois plus grande. Donc nA(acide ac tylsalicylique) contenu dans un comprim = 1, x 25 = 2, C9H8O4 Calculer la masse d acide ac tylsalicylique dans le comprim . Justifier le nom donn ce m dicament : aspirine 500 . La masse d acide ac tylsalicylique dans le comprim est donc : MA(C9H8O4) = 180 mexp = : mexp = 2,55. 10-3 x 180 = 0,459 g = 459 mg. mexp = 459 mg Calculer l cart relatif.

4 L tiquette indique : aspirine 500 soit 500 mg d acide ac tylsalicyliquedans un comprim . Ecart relatif : |m tiquette - mexp | x 100 = 500 459 x 100 = 8 %. La diff rence vient certainement de la dissolution difficile de l aspirine m tiquette 500 dans l eau Donner l expression de la constante d acidit du couple acide ac tylsalicylique / ion ac tylsalicylate puis l expression du pH en fonction du pKA du couple. Comment retrouver exp rimentalement le pKA du couple ?Justifier. Couple C9H8O4 / C9H7O4-. KA = [C9H7O4-] q [H3O+] q pH = pKA + log [C9H7O4- ] [C9H8O4] q [C9H8O4 ] A la demi- quivalence c'est- -dire pour VB = VBE = 10,20 = 5,10 mL, on lit sur la courbe pH = f(Vb) un pH de = 3,5. 2 2 Cela correspond au pKA exp rimental du couple C9H8O4 / C9H7O4.

5 A la demi- quivalence : acide et base conjugu e sont en gale concentration soit [C9H8O4]restant = [C9H7O4- ]form . En effet, la demi- quivalence : [C9H8O4]restant = [C9H7O4- ]form , donc pH = pKA + log [C9H7O4- ] = pKA + log 1 = pKA. [C9H8O4 ] Le pH la demi- quivalence est gal au pKA du couple C9H8O4 / C9H7O4-. Indicateur Couleur Zone de virage Couleur 1 Couleur 2 H lianthine rouge jaune 3,2 4,4 Vert de bromocr sol jaune bleu 3,8 5,4 Rouge de m thyle jaune rouge 4,8 6,0 Bleu de bromothymol jaune bleu 6,0 7,6 Rouge de ph nol jaune rouge 6,8 8,4 Ph nolphtaleine incolore rose 8,2 10,0 TP10 (suite). CORRECTION. DOSAGES PAR TITRAGE DIRECTS II. TITRAGE CONDUCTIMETRIQUE D UN DEBOUCHEUR POUR CANALISATION : LE DESTOP Des ions interviennent donc le dosage peut tre suivi par conductim trie.

6 Tracer le graphe = f(VA). D crire l allure du graphe. Tableau de mesures : V (mL) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (mS/cm) Equation de la r action de TITRAGE : H3O+ + HO- 2 H2O Dans la burette dans le b cher La rupture de pente s explique par les variations de concentrations des esp ces ioniques. Au d part : la conductivit est lev e, car, dans le b cher il y pr sence d ions HO- de conductivit molaire ionique particuli rement lev e et d ions Na+ (le Destop contient de l hydroxyde de sodium Na+ + HO-). Avant l quivalence : Les ions HO- disparaissent (en m me temps que les ions H3O+ vers s) pour former de l eau (de conductivit nulle). Ils sont remplac s par des ions Cl- (provenant de l acide chlorhydrique H3O+ + Cl- vers ) de plus faible conductivit molaire ionique (la conductivit diminue avant l quivalence).

7 A l quivalence : la conductivit est la plus faible dans le b cher : pr sence uniquement d ions Na+ et d ions Cl- de conductivit molaire ionique faibles et d eau (de conductivit pratiquement nulle). Apr s l quivalence : Tous les ions HO- ayant totalement disparus, on ajoute en exc s des ions H3O+ (de forte conductivit molaire ionique) et des ions Cl-. (la conductivit augmente fortement apr s l quivalence). Pourquoi a-t-on rajout une grande quantit d eau ? On a rajout une grande quantit d eau pour que la dilution due l ajout d acide chlorhydrique soit n glig e. Ainsi la concentration en ions Na+ reste constante. Cela va-t-il modifi le volume l quivalence ? Le volume quivalent n est pas modifi par l ajout d eau. A l quivalence intervient une relation entre quantit s de mati re. L ajout d eau ne change pas les quantit s de mati re. 4) EXPLOITATION DES RESULTATS Question 2 : tablir l quation de la r action support du TITRAGE .

8 Les couples acide / base et demi- quations acido-basiques : H3O+(aq) / H2O(l) : H3O+ H2O + H+ H2O(l) / HO-(aq). : H2O HO - + H+ On en d duit l quation de la r action support du TITRAGE : H3O+(aq) + HO-(aq) 2 H2O (l) acide1 base2 base1 + acide2 Exploiter l quivalence pour d terminer la concentration des ions hydroxyde dans le destop commercial (solution S0). R actif titrant : acide chlorhydrique H3O+(aq) + Cl- (aq) dans la burette : l quivalence : nE (H3O+) = CA VE On a : CA = 2, Lecture graphique : On lit l abscisse du point d intersection des deux demi-droites On trouve exp rimentalement t : VE = 11,1 mL. R actif titr : solution de soude Na+(aq) + HO-(aq) dans le b cher : VB = 10, 0 mL : n0 (HO ) = CB VB avec CB d terminer.

9 A l quivalence, r actifs titrant et titr ont t totalement consomm s, il y a proportionnalit entre les quantit s de mati re de r actifs titr et titrant et les coefficients st chiom triques. nE (H3O+) = n0 (HO ) soit CA VE = CB VB soit CB = CA VE : CB = 2, 11,1 = 2, 1 1 VB 10,0 Comme la solution dos e avait t pr alablement dilu e 100 fois, on a C0 = = 2,78 C0 = 2,78 C0 est la concentration en NaOH du Destop commercial. En d duire le pourcentage massique en hydroxyde de sodium (masse de NaOH dans 100 g de solution commerciale de Destop). Donn e : la masse molaire de NaOH est M = 40 On d termine la concentration massique c est- -dire la masse de soude pr sente dans 1 L de Destop commercial : Cm = = 2,78 x 40 = 111,2 g NaOH dans 1 L de Destop Or l tiquette du flacon indique une masse volumique de 1099 : 1099 g est la masse d un litre de Destop.

10 Le pourcentage massique en hydroxyde de sodium (=masse d hydroxyde de sodium dans 100 g de Destop est donc : % massique = . 100 = . 100= 10,12 % Calculer l cart relatif par rapport l indication donn e par le fabricant. Sur l tiquette du fabricant, on lit 10 % en masse d hydroxyde de sodium. Ecart relatif : % du fabricant % exp rimental x 100 = 10,12 10 x 100 = 1,2 %. % du fabricant 10 Bonne correspondance entre la valeur exp rimentale et l indication de l tiquette. Remarque : le destop commercial ne contient pas que de la soude, mais galement de l ammoniac NH3 (odeur caract ristique) et d autres compos s. Cela explique le fait qu au voisinage de l quivalence, le graphique pr sente un arrondi et non uniquement deux segments de droite.)