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Olympiades de la
Chimie de
Pau
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XXIVèmes Olympiades de la Chimie
« Chimie, transport et développement durable »
Concours 2007 – Epreuve pratique
NOM :

PRENOM :

Durée : 1h00
Concentration précise d’un acide
Vous êtes évalués sur les questions et calculs préliminaires, la qualité de vos manipulations (gestes,
matériel utilisé, respect des consignes de sécurité) et les résultats de vos dosages.
Dans cette épreuve pratique, on se propose de déterminer la concentration exacte d’acide chlorhydrique à
environ 0,1 mol/L à l’aide d’une solution de borax.
Une méthode pour connaître précisément la concentration d’un acide consiste à réaliser un dosage acidebase dans lequel la base utilisée est un solide qui a été dilué dans de l’eau distillée. En effet, la masse d’un
solide peut être déterminée très précisément, avec une balance précise de laboratoire, avec une incertitude
de 0,0005 g. Pour une pesée précise, la base solide utilisée ne doit pas être trop hygroscopique.
L’hydroxyde de sodium sous forme de pastille est très hygroscopique et a aussi tendance à réagir avec le
gaz carbonique si elle est laissée à l’air libre.
Une autre base, moins réactive et moins hygroscopique, couramment utilisée est le tétraborate de
sodium couramment appelée borax. Il s’agit en réalité de tétraborate de sodium décahydraté de formule
chimique Na2B4O7,10H2O.
1. Étude préliminaire
1.1.
Calculer la masse molaire de Na2B4O7,10H2O : (masses atomiques données en fin de sujet)
MB =
MB = _________ g/mol
1.2.
Sachant que le borax est une dibase, équilibrer l’équation bilan de la réaction entre le borax et
l’acide chlorhydrique :
__ Na2B4O7,10H2O(aq) + __ HCl(aq)  __ Na+(aq) + __ Cl–(aq) + __ B4O72–(aq) + __ H+(aq) + __ H2O
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1.3.
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Écrire la relation entre le nombre de mole nB de borax et le nombre de mole nA d’acide, à
l’équivalence :
1.4.
La solution d’acide chlorhydrique a une concentration d’environ 0,1 mol/L. Si vous voulez
doser 10 mL de cette solution, quelle est la masse mB de borax que vous devrez peser pour
réaliser le dosage ?
mB = _________ g
2. Mode opératoire
Vous disposez sur votre paillasse de :
Matériel (propre)
Agitateur magnétique et barreau aimanté
Produits
Solution d’HCl à environ 0,1 mol/L
1 erlenmeyer de 100 mL
Tétraborate de sodium décahydraté (noté Borax)
2 béchers de 100 mL
Rouge de méthyle
Burette de 25 mL graduée
Pissette d’eau distillée
Spatule en inox
Capsule de pesée en plastique
Le rouge de méthyle est un indicateur coloré de pH qui est jaune en milieu basique et rose en milieu
acide. Vous n’en utiliserez que 2 ou 3 gouttes par dosage.
Afin de doser précisément l’acide, vous réaliserez deux dosages précis.
Pour le dosage, l’acide sera placé dans la burette graduée. Le borax pesé sera transvasé quantitativement
dans l’erlenmeyer à l’aide d’eau distillée. La quantité d’eau distillée dans l’erlenmeyer n’influence pas le
dosage.
Introduire un barreau aimanté dans l’erlenmeyer et le placer sur l’agitateur (agitation modérée).
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3. Premier dosage
3.1.
Étant donnée la masse de borax calculée précédemment, pesez exactement environ la masse
nécessaire et notez cette masse : mB1 = _________ g
3.2.
Remplissez la burette graduée (initialement propre) avec la solution d’acide à doser.
Attention : vous disposez d’une quantité nécessaire et suffisante d’acide ; prenez garde à ne pas
en gaspiller pour pouvoir réaliser le deuxième dosage !
3.3.
Réalisez le dosage précis jusqu’à l’équivalence. Notez le volume versé : VA1 = ________ mL
3.4.
Calculez la concentration précise CA1 de la solution d’acide chlorhydrique :
CA1 = _________ mol/L
4. Deuxième dosage
4.1.
Étant donnée la masse de borax calculée précédemment, pesez exactement environ la masse
nécessaire et notez cette masse : mB2 = _________ g
4.2.
Ajustez votre burette graduée avec la solution d’acide à doser.
4.3.
Réalisez le dosage précis jusqu’à l’équivalence. Notez le volume versé : VA2 = ________ mL
4.4.
Calculez la concentration précise CA2 de la solution d’acide chlorhydrique :
CA2 = _________ mol/L
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5. Résultats
1.1.
Calculez la moyenne des deux valeurs pour en déduire la concentration précise de la solution :
CA = ( CA1 + CA2 ) / 2 = _________ mol/L
1.2.
Calculez la valeur absolue de la différence des deux valeurs pour en déduire l’écart absolu :
∆CA = | CA1 – CA2 | = _________ mol/L
1.3.
Calculez le rapport entre ∆CA et CA multiplié par 100 pour en déduire l’écart relatif :
100 ∆CA / CA = _______ %
1.4.
Notez toutes remarques ou observations concernant cette manipulation et donnez votre
conclusion à propos de la qualité de votre dosage. Si l’écart relatif est supérieur à 5%, quelle(s)
raison(s) pouvez-vous donner pour l’expliquer ?
Merci de bien nettoyer votre verrerie et remettre en ordre votre paillasse avant la fin de l’heure.
Masses atomiques (g/mol)
M(H) = 1,008
M(B) = 10,81
M(O) = 16,00
M(Na) = 22,99
M(Cl) = 35,45