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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 426 — #434
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CHAPITRE 7 – ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES - TITRAGES
Le chlorure d’hydroxylammonium (NH 3 OH
+ ) est un acide faible engagé dans le couple
NH 3 OH
+ /NH 2 OH, le pK A correspondant est voisin de 6 à T = 298 K.
L’oxime de la propanone, appelé acétoxime, est l’acide d’un couple acido-basique de pK A
égal à 12,4 à T = 298 K (cette acidité sera donc ignorée). Après avoir étalonné le pHmètre
avec deux solutions tampons, un volume v 0 = 20,0 mL (délivré par une pipette de classe A
délivrant le volume v 0 = 20,0 mL) de solution aqueuse d’acétone (concentration inconnue
c 0 ) est prélevé puis placé dans un bécher. Nous ajoutons alors un volume v 0 = 20,0 mL d’eau
(délivré par la même pipette jaugée) et une masse précise m =0,350 g de chlorure d’hydoxylammonium (masse molaire M = 69,5 g·mol −1 ) pesé avec une balance de précision (incertitude négligeable, de l’ordre de 0,1 mg). La concentration en chlorure d’hydroxylammonium
dans le milieu est notée a =
m
M(v 0 + v 0 )
).
Le contenu du bécher est agité tandis qu’une électrode de verre permet une mesure du pH de
la solution. Une cellule conductimétrique permet de mesurer la conductance G de la solution
présente dans la cellule de mesure et donc d’estimer la conductivité σ de la solution après
étalonnage du conductimètre. Un titrage est réalisé par une solution aqueuse d’hydroxyde de
sodium (de concentration c elle-même inconnue). La seule information fournie suppose que
le chlorure d’hydroxylammonium a été introduit en excès par rapport à la solution aqueuse
d’acétone. Le pH et la conductivité sont tracés en fonction du volume de titrant (soude)
ajouté. Le but de cette expérience est d’interpréter les courbes expérimentales obtenues afin
d’en déduire la concentration de la solution d’acétone (c 0 ) mais aussi la concentration c de la
soude (réactif titrant). La courbe pH-métrique permettra en outre une estimation expérimentale du pK A correspondant au couple NH 3 OH
+ /NH 2 OH.
Évaluation des incertitudes de mesure
L’incertitude ∆v eq sur la mesure d’un volume équivalent a déjà été décrite dans le cadre d’une
burette de classe A graduée en 0,1 mL et de volume maximal délivré égal à 25 mL (matériel
utilisé de façon similaire dans cette expérience) : ∆v eq = 0,2 mL. L’incertitude sur la valeur
du volume total 2v 0 est calculée par :
∆(v 0 + v 0 ) =
(∆v 0 )
2 + (∆v 0 )
2
en prenant ∆v 0 = 0,04 mL. Il vient ∆(v 0 + v 0 ) = 0,06 mL. L’incertitude ∆a sur la valeur de a
est calculée par :
∆a
a
=
∆m
m
2
+
∆(2v 0 )
2v 0
2
.
Il vient ainsi ∆a = 2.10 −4 mol·L −1 .
7.2 Résultats expérimentaux
L’évolution du pH et la conductivité σ avec le volume v de titrant ajouté sont indiquées aux
figures 7.26 et 7.27. Ces évolutions témoignent de deux volumes équivalents (notés v eq1 et
v eq2 ).
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Le chlorure d’hydroxylammonium (NH 3 OH
+ ) est un acide faible engagé dans le couple
NH 3 OH
+ /NH 2 OH, le pK A correspondant est voisin de 6 à T = 298 K.
L’oxime de la propanone, appelé acétoxime, est l’acide d’un couple acido-basique de pK A
égal à 12,4 à T = 298 K (cette acidité sera donc ignorée). Après avoir étalonné le pHmètre
avec deux solutions tampons, un volume v 0 = 20,0 mL (délivré par une pipette de classe A
délivrant le volume v 0 = 20,0 mL) de solution aqueuse d’acétone (concentration inconnue
c 0 ) est prélevé puis placé dans un bécher. Nous ajoutons alors un volume v 0 = 20,0 mL d’eau
(délivré par la même pipette jaugée) et une masse précise m =0,350 g de chlorure d’hydoxylammonium (masse molaire M = 69,5 g·mol −1 ) pesé avec une balance de précision (incertitude négligeable, de l’ordre de 0,1 mg). La concentration en chlorure d’hydroxylammonium
dans le milieu est notée a =
m
M(v 0 + v 0 )
).
Le contenu du bécher est agité tandis qu’une électrode de verre permet une mesure du pH de
la solution. Une cellule conductimétrique permet de mesurer la conductance G de la solution
présente dans la cellule de mesure et donc d’estimer la conductivité σ de la solution après
étalonnage du conductimètre. Un titrage est réalisé par une solution aqueuse d’hydroxyde de
sodium (de concentration c elle-même inconnue). La seule information fournie suppose que
le chlorure d’hydroxylammonium a été introduit en excès par rapport à la solution aqueuse
d’acétone. Le pH et la conductivité sont tracés en fonction du volume de titrant (soude)
ajouté. Le but de cette expérience est d’interpréter les courbes expérimentales obtenues afin
d’en déduire la concentration de la solution d’acétone (c 0 ) mais aussi la concentration c de la
soude (réactif titrant). La courbe pH-métrique permettra en outre une estimation expérimentale du pK A correspondant au couple NH 3 OH
+ /NH 2 OH.
Évaluation des incertitudes de mesure
L’incertitude ∆v eq sur la mesure d’un volume équivalent a déjà été décrite dans le cadre d’une
burette de classe A graduée en 0,1 mL et de volume maximal délivré égal à 25 mL (matériel
utilisé de façon similaire dans cette expérience) : ∆v eq = 0,2 mL. L’incertitude sur la valeur
du volume total 2v 0 est calculée par :
∆(v 0 + v 0 ) =
(∆v 0 )
2 + (∆v 0 )
2
en prenant ∆v 0 = 0,04 mL. Il vient ∆(v 0 + v 0 ) = 0,06 mL. L’incertitude ∆a sur la valeur de a
est calculée par :
∆a
a
=
∆m
m
2
+
∆(2v 0 )
2v 0
2
.
Il vient ainsi ∆a = 2.10 −4 mol·L −1 .
7.2 Résultats expérimentaux
L’évolution du pH et la conductivité σ avec le volume v de titrant ajouté sont indiquées aux
figures 7.26 et 7.27. Ces évolutions témoignent de deux volumes équivalents (notés v eq1 et
v eq2 ).
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