Titrage du vinaigre par conductimétrie et colorimétrie

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1èreS2
Lycée Albert Camus Mourenx
Devoir maison
Titrage du vinaigre par
conductimétrie et colorimétrie
Mardi 4 mai
I. Le vinaigre
Un vinaigre est une solution aqueuse diluée qui contient essentiellement de l’acide éthanoïque (ou acétique) de
formule CH3COOH.
Les concentrations commerciales en acide acétique contenu dans le vinaigre sont exprimées en degrés. Le degré
d’un vinaigre est égal à la masse, en gramme, d’acide acétique pur contenu dans 100 g de vinaigre.
On admettre que la densité du vinaigre est d = 1,02.
II. Préparation du titrage
La solution S de vinaigre étant trop concentrée, on la dilue pour obtenir une solution S’ de concentration C’ que l’on
peut titrer.
On veut effectuer une dilution de facteur 10.
1. Que signifie le terme « facteur 10 » ?
2. Indiquer la verrerie nécessaire et le protocole à suivre pour réaliser la dilution souhaitée.
La solution diluée de vinaigre étant prête, on peut procéder au titrage. Pour cela, on prélève un volume VA = 10,0 mL
-1
-1
de solution S’ que l’on titre avec une solution d’hydroxyde de sodium (soude) de concentration CB = 1,00.10 mol.L .
3. Identifier le réactif titrant et le réactif titré. Donner leur formule.
4. Faire le schéma annoté du dispositif de titrage.
5. Donner les deux couples acide/base mis en jeu dans ce titrage et écrire les demi-équations
correspondantes.
6. Ecrire l’équation chimique de la réaction du dosage.
7. Recopier et remplir littéralement le tableau d’avancement de la réaction de titrage suivant :
Equation de la réaction
Etat du
système
Avancement
(mol)
E.I.
0
En cours de
transfo.
x
E.F.
Equivalence
xéq
Quantités de matière (mol)
8. A l’aide du tableau d’avancement, établir la relation entre CB, VBéq, C’A et VA.
Pour déterminer la concentration C’ du vinaigre dilué, il faut donc déterminer le volume équivalent VBéq. Pour cela,
nous allons effectuer simultanément un titrage colorimétrique et conductimétrique.
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III. Titrage de la solution de vinaigre dilué
1. Mesures :
- On verse 4 à 5 gouttes de phénolphtaléine dans la solution de vinaigre dilué.
- On relève les valeurs de la conductivité de la solution en fonction du volume de soude versé.
VB (mL)
0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
σ
-1
(mS.cm )
0,19
0,16
0,21
0,28
0,35
0,43
0,50
0,58
0,65
0,72
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
0,79
0,85
0,92
0,99
1,06
1,16
1,32
1,52
1,7
1,88
20,0
21,0
22,0
23,0
24,0
25,0
2,06
2,25
2,41
2,58
2,74
2,89
- On note le changement de couleur pour VBéq = 14,3 mL.
2. Courbe de titrage
1. Tracer le graphique σ = f(VB) où VB est le volume de soude versé.
3. A la recherche de l’équivalence :
-1
On donne quelques conductivités molaires ioniques en S.m².mol :
Ion éthanoate
(ou acétate)
-3
4,1.10
Ion sodium
-3
5,0.10
Ion hydroxyde
-2
1,98.10
a. Avant l’équivalence
2. Faire l’inventaire des espèces présentes (y compris les espèces spectatrices) dans le bécher avant
l’équivalence. Justifier.
3. Donner l’expression de la conductivité de la solution avant l’équivalence.
4. En utilisant l’expression établie à la question précédente, expliquer l’évolution de la conductivité de la
solution au fur et à mesure que l’on verse de la soude dans le bécher (toujours avant l’équivalence). On
attend une réponse qualitative, et non numérique.
5. Est-ce cohérent avec le graphique obtenu ? Justifier.
b. Après l’équivalence
6. Faire l’inventaire des espèces présentes (y compris les espèces spectatrices) dans le bécher après
l’équivalence. Justifier.
7. Donner l’expression de la conductivité de la solution après l’équivalence.
8. En utilisant l’expression établie à la question précédente, expliquer l’évolution de la conductivité de la
solution au fur et à mesure que l’on verse de la soude dans le bécher (toujours après l’équivalence). On
attend une réponse qualitative, et non numérique.
9. Est-ce cohérent avec le graphique obtenu ? Justifier.
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c. A l’équivalence
10. Faire l’inventaire des espèces présentes (y compris les espèces spectatrices) dans le bécher à
l’équivalence. Justifier.
11. Expliquer comment, graphiquement, on peut déterminer le volume équivalent.
12. Donner alors les coordonnées (VBéq, σéq) du point d’équivalence.
13. La valeur du volume équivalent ainsi déterminer est-elle cohérente avec celle relevée au cours du titrage ?
14. Laquelle de ces deux valeurs est la plus précise ? (C’est cette valeur que l’on gardera par la suite).
4. Détermination de la concentration inconnue
15. A l’aide du tableau d’avancement établi, déterminer la concentration inconnue C’ de l’acide éthanoïque dosé
dans la solution S’.
16. En déduire la concentration inconnue C de l’acide éthanoïque dosé dans la solution S.
17. En déduire le degré du vinaigre.
18. Calculer le pourcentage d’erreur.
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