746 Chapitre 28
Réactions acido-basiques
Nous avons réalisé le dosage des ions H 3 O
+ par une solution d’hydroxyde de sodium (Na
+ OH
– ),
à l’aide d’un suivi pH-métrique. Rappelons que OH
– est une base forte. La réaction de dosage est
quantitative :
H 3 O
+
(aq) + OH
– (aq)
2 H 2 O(l) avec K =
1
[H 3 O
+ ][OH
– ]
=
1
K e
= 10
14
1
Expérimentalement, nous avons introduit 5,00 g de détartrant dans une fiole jaugée de 100 mL
complétée avec de l’eau déminéralisée. Un volume v a = 10,0 mL de cette solution a ensuite été placé
dans un bécher tandis que la solution d’hydroxyde de sodium à c b = 0,10 mol · L
−1 a été placée
dans une burette. Un volume d’eau a été rajouté dans le bécher afin d’immerger correctement les
électrodes.
Burette
Agitateur
pH-mètre
Électrode de verre
Électrode de référence
Bécher
Figure 28.3. Montage de dosage
acido-basique pH-métrique.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
v (mL)
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
9,2 mL
Figure 28.4. Dosage du détartrant.
À l’équivalence, la quantité d’ions hydroxyde versée a neutralisé tous les ions oxonium présents
initialement dans la solution : n OH
–
(versé à l’éq) = n H 3 O
+
(initial)
⇔ c b v e = c a v a = n a .
Comment déterminer le volume v e à l’équivalence ?
Il faut savoir que le changement de réactif limitant à l’équivalence se traduit par une
brutale variation de pH autour d’un point d’inflexion qui correspond à l’équivalence.
Ainsi, en calculant et en traçant la dérivée
dpH
dv
en fonction de v, on trouve le volume v e rendant
maximale cette dérivée. (Il est aussi possible d’utiliser la méthode des tangentes vue en terminale.)
Dans le cas de notre dosage, nous pouvons lire sur la courbe (figure 28.4) v e = 9,2 mL et calculer la
quantité de matière présente dans les 10 mL dosés : n a = c b v e = 9,2 · 10
−4 mol. Nous en déduisons
la quantité n
a = 10n a = 9,2 · 10
−3 mol présente dans la solution initiale de 100 mL contenant 5,00 g
de détartrant.
Pour finir sachant que M (HCl) = 36,5 g · mol
−1 , la masse m(HCl) contenue dans 100 g de détartrant est : m(HCl) = 20n
a M (HCl) = 6,7 g. L’information de l’étiquette est validée !
Les courbes de dosage ont-elles toujours la même allure ?
La réponse est bien sûr négative. Dans la partie précédente, un monoacide a été dosé par une base
forte. Le pH de la solution a donc augmenté au cours du dosage et un saut de pH a eu lieu à
partagelivrescpge.blogspot.com
Réactions acido-basiques
Nous avons réalisé le dosage des ions H 3 O
+ par une solution d’hydroxyde de sodium (Na
+ OH
– ),
à l’aide d’un suivi pH-métrique. Rappelons que OH
– est une base forte. La réaction de dosage est
quantitative :
H 3 O
+
(aq) + OH
– (aq)
2 H 2 O(l) avec K =
1
[H 3 O
+ ][OH
– ]
=
1
K e
= 10
14
1
Expérimentalement, nous avons introduit 5,00 g de détartrant dans une fiole jaugée de 100 mL
complétée avec de l’eau déminéralisée. Un volume v a = 10,0 mL de cette solution a ensuite été placé
dans un bécher tandis que la solution d’hydroxyde de sodium à c b = 0,10 mol · L
−1 a été placée
dans une burette. Un volume d’eau a été rajouté dans le bécher afin d’immerger correctement les
électrodes.
Burette
Agitateur
pH-mètre
Électrode de verre
Électrode de référence
Bécher
Figure 28.3. Montage de dosage
acido-basique pH-métrique.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
v (mL)
0
2
4
6
8
10
12
14
pH
9,2 mL
Figure 28.4. Dosage du détartrant.
À l’équivalence, la quantité d’ions hydroxyde versée a neutralisé tous les ions oxonium présents
initialement dans la solution : n OH
–
(versé à l’éq) = n H 3 O
+
(initial)
⇔ c b v e = c a v a = n a .
Comment déterminer le volume v e à l’équivalence ?
Il faut savoir que le changement de réactif limitant à l’équivalence se traduit par une
brutale variation de pH autour d’un point d’inflexion qui correspond à l’équivalence.
Ainsi, en calculant et en traçant la dérivée
dpH
dv
en fonction de v, on trouve le volume v e rendant
maximale cette dérivée. (Il est aussi possible d’utiliser la méthode des tangentes vue en terminale.)
Dans le cas de notre dosage, nous pouvons lire sur la courbe (figure 28.4) v e = 9,2 mL et calculer la
quantité de matière présente dans les 10 mL dosés : n a = c b v e = 9,2 · 10
−4 mol. Nous en déduisons
la quantité n
a = 10n a = 9,2 · 10
−3 mol présente dans la solution initiale de 100 mL contenant 5,00 g
de détartrant.
Pour finir sachant que M (HCl) = 36,5 g · mol
−1 , la masse m(HCl) contenue dans 100 g de détartrant est : m(HCl) = 20n
a M (HCl) = 6,7 g. L’information de l’étiquette est validée !
Les courbes de dosage ont-elles toujours la même allure ?
La réponse est bien sûr négative. Dans la partie précédente, un monoacide a été dosé par une base
forte. Le pH de la solution a donc augmenté au cours du dosage et un saut de pH a eu lieu à
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