Aurélie jan 04

Dosage conductimétrique des ions chlorures dans le Pétrole Hahn

d'après Olympiades chimie

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La phase aqueuse du Pétrole Hahn contient du chlorure de sodium. Pour connaître la concentration du chlorure de sodium dans la phase aqueuse du Pétrole Hahn, on dose les ions chlorure par les ions argent(I). Il y a formation de chlorure d’argent très peu soluble. La réaction peut être considérée comme quasi totale.

  1. Ecrire l’équation de la réaction associée à ce dosage.
  2. On suit le dosage par conductimétrie. L’eau pure conduit-elle le courant électrique ?
    - Quelle est la relation entre la conductance G et la résistance R d’une solution ?
    - Quelle est l’unité de conductance ?
    - La conductance G est reliée à la conductivité, notée
    s, de la solution par la constante de cellule k : s = k · G. Quelle est l’unité de conductivité ?
    - De quels paramètres dépend k ?
    - Calculer la valeur de la conductivité d’une solution de chlorure de sodium de concentration molaire C égale à 0,100 mol.L-1 après avoir donné l’expression littérale correspondante.
    Données : Conductivités molaires ioniques en S·m2·mol-1

    lH3O+ =34,98 10-3 ; lHO- =19,92 10-3 ; lNa+ =5,01 10-3 ;lCl- =7,63 10-3 ; lAg+ =6,2 10-3 ;lNO3- =7,14 10-3 ;

  3. Définir l’équivalence d’un dosage.
    - Faire un bilan des espèces présentes avant l’équivalence. En déduire l’expression de la conductivité de la solution en fonction des conductivités molaires ioniques et des concentrations des espèces chimiques présentes.
    - Faire un bilan des espèces présentes après l’équivalence. En déduire l’expression de la conductivité de la solution en fonction des conductivités molaires ioniques et des concentrations des espèces chimiques présentes.
  4. Résultats expérimentaux : suivi conductimétrique du dosage de 10,0 mL de phase aqueuse de pétrole Hahn+200 mL d’eau par une solution de nitrate d’argent de concentration molaire 1,00×10-2 mol.L-1.

    - Donner une explication à la rupture de pente à l’équivalence.
    - Pourquoi a-t-on ajouté 200 mL d’eau dans la solution à doser ?
    - Exploiter les résultats du dosage pour déterminer la valeur de la concentration molaire des ions chlorure dans la phase aqueuse du pétrole Hahn




corrigé
Ag+ + NO3- + Na+ + Cl- = AgCl(s) + Na+ + NO3-

Très faiblement : les ions oxonium et hydroxyde sont présents à la concentration molaire 10-7 mol.L-1.

G = 1/R ; conductance exprimée en siemens (S) et résistance exprimée en ohm.

La conductivité s s'exprime en S.m-1.

k dépend de la géométrie de la cellule ( k = largeur(m) / section m² )

  1. s = lNa+[Na+]+lCl-[Cl-], concentration en mol m-3 soit 100 mol m-3.
s = 100 × (5,01×10-3 + 7,63×10-3) = 1,26 S.m-1.
  1. équivalence : changement de réactif limitant.
Proportions stoechiométriques pour le réactif titrant et l’espèce à doser.

avant l'équivalence Na+ , Cl- et NO3- ajoutés sont présents

  1. s = lNa+[Na+]+lCl-[Cl-]+ lNO3- [NO3-]
après l'équivalence Na+ , Ag+ et NO3- ajoutés sont présents

s = lNa+[Na+]+lAg+[Ag+]+ lNO3- [NO3-]

• Avant l’équivalence tout se passe comme si on remplaçait les ions chlorure par les ions nitrate :

s diminue lentement carlNO3- voisine de lCl-

• Après l’équivalence, la solution s’enrichit en ions nitrate et en ions argent(I) : s augmente rapidement.

  1. on ajoute 200 mL d’eau dans la solution à doser pour ne pas avoir à tenir compte de la dilution, le volume de la solution varie peu lors de l'ajout du nitrate d'argent.
volume équivalent VE=16,5 mL ;

les quantités de matière de réactifs sont en proportions stoéchiomètriques à l'équivalence :

10,0 [Cl-] = 16,5 ×1,00×10-2

[Cl-] = 1,65×10-2 mol.L-1.





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