Titrages acido-basiques mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Titrages acidobasiques ! Mise en œuvre expérimentale ! Titrage d'un acide fort par une base forte • Suivi par pHmétrie • Suivi par conductimétrie ! Titrage d'un acide faible par une base forte ! Titrage d'un polyacide par une base forte • Titrages successifs, titrages simultanés • Cas d'un diacide : influence de Ka1 et Ka2 • Exemples ! Indicateurs colorés acido-basiques ! Solution tampon 2 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Conditions expérimentales Doser une solution d'acide (ou de base) consiste à déterminer la concentration d'acide (ou de base) présente dans la solution. On utilise une réaction de titrage acido-basique quasi- totale et rapide. L'équivalence acido-basique correspond à l'égalité de la quantité de protons libérés ou libérables par l'acide HA et de la quantité de protons captés par la base titrante. 3 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Équivalence Réaction de titrage : HA + B = A - + BH + • à l'équivalence no(HA) = n(B)versé à l'équivalence 4 Co.Vo = Ce.Ve mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Titrage d'un acide par une base Avec un conductimètre, on "mesure" σ = f(V). On mesure la conductance de la solution (proportionnelle à la conductivité de la solution) Étalonnage non indispensable Avec un pH-mètre, on "mesure" pH = f(V). On mesure la ddp (convertie en unité pH) entre : - une électrode de verre (sensible à (H30 + )) - et une électrode de référence (potentiel fixe) Étalonnage indispensable 5 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Méthodes usuelles • pH-métrie : on trace pH = f(V) ; on observe un saut de pH. • conductimétrie : on trace σ = f(V) ; on observe une rupture de pente. • utilisation d'indicateurs colorés ; on observe un changement de couleur. 6 Pour repérer l'équivalence : mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Titrage AF - BF par pH-métrie H3O + + OH - → 2 H2O Avant réaction, après mélange Co.Vo Ce.V Avant l'équivalence Co.Vo - Ce.V ε équivalence ε' ε' Après l'équivalence ε" Ce.(V - Ve) Bilan en moles 7 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Titrage AF - BF par pH-métrie • V = 0 (solution d'acide fort de concentration Co) RPC de constante K=1, laissant le milieu inchangé. pH = - log Co = pCo • V < Ve (solution d'acide fort de concentration C'o = ) RPC de constante K=1, laissant le milieu inchangé. H3O + + OH - → 2 H2O Avant réaction, après mélange Co.Vo Ce.V Avant l'équivalence Co.Vo - Ce.V ε équivalence ε' ε' Après l'équivalence ε" Ce.(V - Ve) Co.Vo − Ce.V Vo + V 8 pH = - log C'o • V = Ve (solution d'eau salée) RPC : autoprotolyse de l'eau de constante K=10 -14 . pH = 7,0 • V > Ve (solution de base forte de concentration C"o = ) RPC de constante K=1, laissant le milieu inchangé. pH = pKe + log C"o Ce.(V − Ve) Vo + V mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques Titrage AF - BF par pH-métrie 9 La détermination du point équivalent sera faite en TP et en info-chimie. Les méthodes sont : - méthode des tangentes - méthode de la dérivée - méthode de Gran
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Titrages acido-basiques
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Titrages acidobasiques
! Mise en œuvre expérimentale
! Titrage d'un acide fort par une base forte• Suivi par pHmétrie• Suivi par conductimétrie
! Titrage d'un acide faible par une base forte
! Titrage d'un polyacide par une base forte• Titrages successifs, titrages simultanés• Cas d'un diacide : influence de Ka1 et Ka2
• Exemples
! Indicateurs colorés acido-basiques
! Solution tampon
2 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Conditions expérimentales
Doser une solution d'acide (ou de base) consiste à déterminer la concentration d'acide (ou de base) présente dans la solution.
On utilise une réaction de titrage acido-basique quasi-totale et rapide.
L'équivalence acido-basique correspond à l'égalité de la quantité de protons libérés ou libérables par l'acide HA et de la quantité de protons captés par la base titrante.
3
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Équivalence
Réaction de titrage : HA + B = A- + BH+
• à l'équivalence no(HA) = n(B)versé à l'équivalence
4
Co.Vo = Ce.Ve
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Titrage d'un acide par une base
Avec un conductimètre, on "mesure" σ = f(V).On mesure la conductance de la solution (proportionnelle à la conductivité de la solution)Étalonnage non indispensable
Avec un pH-mètre, on "mesure" pH = f(V).On mesure la ddp (convertie en unité pH) entre :- une électrode de verre (sensible à (H30+))- et une électrode de référence (potentiel fixe)Étalonnage indispensable
5 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Méthodes usuelles
• pH-métrie : on trace pH = f(V) ; on observe un saut de pH.
• conductimétrie : on trace σ = f(V) ; on observe une rupture de pente.
• utilisation d'indicateurs colorés ; on observe un changement de couleur.
• Conditions d'utilisation‣ Ne pas perturber le titrage (quelques gouttes).
‣ Adaptation de HIn au titrage (zone de virage dans le zone du saut de pH : pKi ≈ pHEq)
‣ Précision (virage à la goutte).
27
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Indicateurs colorés acido-basiques
• Nature des Indicateurs colorés acido-basiques :Il s'agit souvent d'une molécule organique ayant des propriétés acido-basiques faibles et dont les couleurs des formes acide et basique sont différentes.
28
Exemple d'indicateurs colorés :
nom couleurforme acide
zone de virage
couleurforme basique pKi
hélianthine rouge 3,1 - 4,4 jaune 3,7
BBT jaune 6,0 - 7,6 bleu 6,8
phénolphtaléine incolore 8,2 - 10,0 rose 9,0
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Exemple 1 : titrage de CH3COOH
29 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Exemple 2 : titrage de HO2C-CO2H
30
Acide éthanedioïque : pKa1 = 1,2 ; pKa2 = 3,9
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Solution tampon
• Définition Une solution tampon est une solution dont le pH ne varie pas ou peu lors de l'ajout de quantités modérées d'acide ou de base, ou lors d'une dilution.
• Pseudo tamponUn pseudo tampon est une solution tampon soit pour l'ajout de quantités modérées d'acide ou de base, soit pour la dilution.
• Pouvoir tampon Plus la variation de pH est faible lors de l'ajout d'acide ou de base, plus la solution a un pouvoir tampon β élevé.
31
β =dCOH−
dpH= −dCH3O+
dpH> 0
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Solution tampon
• Une solution tampon est constituée d'un acide et de sa base conjuguée (domaine d'Henderson).
Le pouvoir tampon est maximal pour pH = pKa
Il existe 3 méthodes de préparation d'une solution tampon :
- mélange d'un acide faible et de sa base conjuguée.
- mélange d'un acide faible et d'un peu de base forte.
- mélange d'une base faible et d'un peu d'acide fort.
32 mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Solution tampon
33
H2SO3
pKa1 = 1,8 pKa2 = 7,6
Repérer deux solutions tampon,un pseudo tampon à la dilution et
un pseudo tampon à l'ajout d'acide ou de base
mlm.pcsi-pc Titrages acido-basiques
Titrages acido-basiques
C'est fini pour aujourd'hui !J'espère que ce cours sur les solutions aqueuses a été...