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vendredi 24 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Chimie 1ère S
  -  _ (Anciens programmes)  -  Chimie

Exercice 2: Evaluation 1. Contrôle

 

Objectif : Titrage conductimétrique de l’acide chlorhydrique H3O++ Cl-(aq) de concentration inconnue cA par une solution d’ammoniac NH3(aq) de concentration connue cB= 0,10 mol.L-1.
On prélève de façon précise 10,0 mL de la solution à titrer, que l’on introduit dans un grand bécher. On ajoute ensuite environ 490 mL d’eau distillée et on installe le dispositif de mesure conductimètrique. On verse alors, mL par mL, 25,0 mL de solution titrante en notant à chaque fois la conductivité s.

 

  1. Réalisation du titrage

    1. Donner les couples acide/base mis en jeu et leur demi-équation.
    2. En déduire l’équation chimique de la réaction du titrage.
    3. On reporte sur un graphe la conductivité de la solution présente dans le bécher en fonction du volume versé. On obtient le graphe reproduit ci-dessous. Le volume à l'équivalence est 15,0 mL. A l’aide d’un tableau d’avancement, déterminer la concentration de l'acide chlorhydrique. On justifiera le calcul en rappelant la définition de l'équivalence et en indiquant comment elle a été utilisée dans ce calcul.
    (image à insérer)

  2. Etude de la courbe de titrage

    1. Avant l'équivalence, quel est le réactif limitant de la réaction de titrage ? En déduire les entités chimiques autres que l'eau présentes dans le bécher.
    2. En quelle quantité (en mole) ces entités sont-elles présentes dans le bécher après le premier ajout de 1,0 mL de solution titrante ? On pourra utiliser un tableau d'avancement comparable à celui établi en partie A, dans lequel la concentration cA a la valeur déterminée précédemment.
    3. Proposer une interprétation de l'évolution de la conductivité de la solution titrée avant l'équivalence. Justifier avec soin.
    4. Justifier ensuite l'évolution de la conductivité après l'équivalence


Corrigé: Evaluation 1. Contrôle

 

  1.  

    1. Pour l'acide chlorhydrique : H3O+ / H2O ; pour la solution d'ammoniac : NH4+(aq) / NH3(aq).
    2. H3O+= H2O + H+ et NH4+(aq)= NH3(aq) + H+. L'équation est : H3O+ + NH3(aq) = H2O + NH4+(aq)



    3. H3O+ NH3(aq) H2O NH4+(aq)
      E.I. x = 0 cA. 10.10-3 0,10´ 15.10-3 solvant 0
      E.F xmax cA . 10.10-3 - xmax 0,10 ´ 15.10-3 - xmax solvant xmax
      A l'équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. on a donc à l'équivalence :
      cA. 10.10-3 - xeq =0,10 ´15.10-3 - xeq = 0
      d'où cA = 0,15 mol.L-1.
  2.  

    1. Le réactif limitant est l'ammoniac avant l'équivalence. Les entités chimiques en solution sont : Cl-(aq), H3O+et NH4+(aq) .
    2. Après un ajout de 1 mL , xmax = 0,10 ´ 1,0.10-3 = 1,0.10-4 mol.
    3. On a donc : n(H3O+) = 1,5.10-3 - 1,0.10-4 = 1,4.10-3 mol.
      n(NH4+) = 1,0.10-4 mol
      et n(Cl-) = 1,5.10-3 mol (valeur constante).
    4. Avant l'équivalence, les ions Cl- restent en quantité constante, H3O+ diminue et NH4+ augmente. Le volume pouvant être considéré comme constant, les concentrations molaires varient de la même façon.
      Or l(H3O+)>>l(NH4+), donc la conductivité de la solution diminue.
    5. Après l'équivalence, on n'ajoute pas d'ion ETil n'y a pas de réaction chimique. La conductivité reste donc la même qu'à l'équivalence. C'est celle d'une solution de chlorure d'ammonium.
    Remarque :
    Lors de la correction il a été demandé aux élèves de tracer le graphe de la conductivité en fonction du volume versé en prenant les valeurs numériques des l à 25°C données dans le livre et en considérant comme constant le volume de la solution, pour retrouver l’allure de la courbe expérimentale donnée dans le texte.