Cours Chimie - Série ES: Contrôles de qualité
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Fiche de révision Chimie: Enseignement de spécialité

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Publié le 04 mars 2014
Nombre de lectures 34
Langue Français

Extrait

Nº : 37011
Plan de la fiche
I - Définitions II - Règles III - Méthodologie
I - Définitions
Fiche Cours
CHIMIE
Série S
Fiche 11 : Contrôles de qualité
• Dosage :détermination de la concentration d’une espèce chimique en solution. • Dosage par titrage :spécifique de l’espèce à doser avec un réactif titrant.mise en oeuvre d’une transformation rapide et totale, L’avancement de la réaction est suivi grâce à un observable :pH, couleur, conductivité. L’équivalence correspond au changement de réactif limitant et sa détection permet de mesurer la concentration de l’espèce à doser. • Dosagepar étalonnage : comparaisonde l’espèce à doser avec des solutions étalons contenant la même espèce à des concentrations connues. Le dosage par étalonnage utilise : -la conductimétrie (σ = kcd’une solution diluée proportionnelle à la concentration: conductivitécde l’espèce), -la spectrophotométrie (A = k’cabsorbance d’une solution diluée proportionnelle à la concentration :cl’espèce ou loi de de Beer-Lambert). Le dosage par étalonnage nécessite les courbes d’étalonnage :σ = f (c)etA = g (c). • Titragedirect :dosage ne nécessitant qu’une transformation pour déterminer la concentration de l’espèce à doser. Exemples :titrage acido-basiquepH-métrique ou colorimétrique (par utilisation de la variation de couleur d’un indicateur coloré). • Titrageindirect :dosage nécessitant deux transformations : - la première transformant l’espèce chimique à doser :réaction de l’espèceAà doser avec une espèce intermédiaireBen excès, - la seconde permettant de repérer l’équivalence : dosage par un réactifEde concentration connue soit l’un des produits de la première réaction,soit l’excès deBrestant après la première transformation.
Exemple 1 :dosage indirect de l’eau de Javel - 2-Les ions hypochloriteClOne peuvent pas être dosés avec des ions thiosulfateS Ocar plusieurs réactions sont en compétition 2 3 2- 2-en produisant des ions, SOS O. 4 64 Première réaction : - -+ -ClO +2 I+ 2 H= I+ Cl+ H O (aq)2 2 Deuxième réaction :dosage du diiode formé. 2- -2-I +2 S O= 2 I+ S O 2 23 46 - 2-Ce qui conduit à :n(ClO ) = n(I )etn(I ) = (1 / 2) n(SO) 2 22 3 - 2-Soit :n(ClO ) = (1 / 2) n(SO) 2 3
Exemple 2 :dosage indirect de la vitamine C La transformation de la vitamine C avec le diiode est lente pour envisager un titrage direct. Première réaction : - + C H O+ I= C+ 2 H+ 2 IH O 6 8 62 66 6(aq) Deuxième réaction :dosage de l’excès de diiode. 2- -2-I +2 S O= 2 I+ S O 2 23 46 2- 2-Ce qui conduit à :réagi avec Cn(I ayantH O) = n(CH O)etréagi avec Sn(I ayantO) = (1 / 2) (SO) 2 68 66 8 62 23 23
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Nº : 37011
2-Soit :n(CH Ototal) - (1 / 2) n(S) = n(IO) 6 8 62 23
Fiche Cours
CHIMIE
Série S
• Titragepar précipitation :réaction au cours de laquelle se forme un précipité solide,obtenu entre un anion et un cation. • Titragepar complexation :réaction au cours de laquelle se forme un complexe (association de plusieurs édifices chimiques) Un complexe est constitué d’un atome (ou d’un cation) central auquel sont liés des molécules ou des ions appelés ligands.
II - Règle
Propriétés • Propriété n°1 Une réaction servant de support à un titrage direct doit être totale,rapide, unique(ne pas être en compétition avec une autre réaction) et permettre la détermination de l’équivalence. Raisons justifiant un titrage indirect plutôt qu’un titrage direct : - aucune des espèces mises en jeu n’est colorée, - l’espèce colorée est l’un des produits de la réaction de titrage, - la réaction n’est pas rapide.
• Propriété n°2 Dans un titrage par précipitation,le précipité obtenu est électriquement neutre. Dans un titrage par complexation,le complexe obtenu peut être chargé ou non.
• Propriété n°3 Lorsque deux ions complexes peuvent se former,c’est le plus stable qui apparaît en premier.
III - Méthodologie
Titrage des ions chlorure(Cl )dans une eau minérale par les ions argent (méthode de Mohr). -- réactifs utilisés : eau minérale + solution incolore de nitrate d’argent(Ag +NO) +quelques gouttes de solution jaune de + -3 chromate de sodium)+ CrO(2 Ag, + 2-4 - réaction de titrage :Ag+ Cl= AgCl, + -(aq) (aq)(s) - à l’équivalence : l’ionAgprécipite avec l’ion chromateCrOpour former un précipité rouge de chromate d’argent2 Ag+ + 2-+ 4(aq) 2-CrO =Ag CrO 4(aq)24(s) Titrage des ions calcium(Ca )et magnésium(Mg )dans une eau minérale. 2+ 2+ La dureté d’une eau est liée à la quantité d’ionsCaet d’ionsMgcontenue dans cette eau. 2+ 2+ 2+ 2+ Elle s’exprime par le degré hydrotimétriqueTHdéfini par :])TH = 10 000 × ([Ca] + [Mg (aq) (aq) LeTHest déterminé par un titrage direct basé sur une réaction de complexation. - réactifs utilisés : eau minérale + EDTA (acide éthylène diaminetétracétique notéH Y) + quelques gouttes de noir ériochromeT 4 (noté NET), - réactions de titrage : Ca+ Y= [CaY] 2+ 4-2-(aq) (aq)(aq) Mg+ Y= [MgY] 2+ 4-2-(aq) (aq)(aq) - avant l’équivalence : le noir ériochromeT complexé par les ionsCa etMgcolore la solution en rose : 2+ 2+ 2+ 2+ Ind= [Ca(Ind)]+ Ca (aq) (aq)(aq) Ind= [Mg(Ind)]+ Mg 2+ 2+ (aq) (aq)(aq) 4-- à l’équivalence : ces complexes disparaissent par la réaction avecYet le noir ériochromeT libéré colore la solution en bleu : 2+ 4-2-[Ca(Ind)]+ Y=[CaY]+ Ind (aq) (aq) [Mg(Ind)]+ Y=[MgY]+ Ind 2+ 4-2-(aq) (aq)
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