Aurélie 18/08/07
 

Titrage des ions chlorures dans l'eau de mer: colorimétrie, conductimétrie

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.



Google


Les ions chlorure sont dosés par précipitation avec les ions argent Ag+. La réaction de précipitation Ag+aq + Cl-aq = AgCl(s) peut être considérée comme totale. Le chlorure d'argent formé est un solide blanc. L'équivalence du dosage sera déterminée de deux manières :- en utilisant un indicateur coloré ; - en mesurant la conductivité lors du dosage.

Dosage colorimétrique :

L'indicateur coloré de fin de réaction est préparé en dissolvant quelques grains de dichlorofluorescéine dans un mélange eau-éthanol ( méthode de Fajans). La solution obtenue a une couleur jaune. La présence d'ion sodium Na+aq et d'ion nitrate NO3-aq ne modifie pas la couleur de la dichlorofluorescéine. En revanche, en présence d'ion argent Ag+aq, la solution de dichlorofluorescéine prend une couleur rose rouge.

  1. Illustration du fonctionnement de l'indicateur coloré :
    On prépare deux tubes à essai, numérotés 1 et 2. Dans chaque tube, on mélange 2,0 mL de solution de chlorure de sodium ( Na+aq + Cl-aq) de concentration 0,10 mol/L et quelques gouttes de solution de l'indicateur coloré préparé avec la dichlorofluorescéine.
    - Dans le tube 1 on ajoute 0,5 mL de solution de nitrate d'argent (Ag+aq+NO3-aq) de concentration 0,10 mol/L.
    - Dans le tube 2 on ajoute 2,2 mL de solution de nitrate d'argent (Ag+aq+NO3-aq) de concentration 0,10 mol/L.
    Quel est le réactif en excès dans chacun des tubes ? Justifier.
    Quel est l'aspect de la coloration du contenu de chaque tube ?
    réponse :
    Quantité de matière initiale d'ion chlorure dans chaque tube : n(Cl-aq) = 2,0*0,10 = 0,2 mmol.
    Quantité de matière initiale d'ion argent dans le tube 1: n(Ag+aq)1=0,5*0,10 = 0,05 mmol
     Ag+aq+ Cl-aq = AgCl solide.
    0,05 mmol d'ion argent réagit avec 0,05 mmol d'ion chlorure : il reste 0,15 mmol d'ion chlorure ; l'ion argent est en défaut dans le tube 1 : la solution est jaune.
     Quantité de matière initiale d'ion argent dans le tube 2: n(Ag+aq)1=2,2*0,10 = 0,22 mmol
    0,2 mmol d'ion argent réagit avec 0,2 mmol d'ion chlorure : il reste 0,02 mmol d'ion argent ; l'ion argent est en excès dans le tube 2 : la solution est rose rouge.
  2. Principe du titrage : on veut doser un volume V1 d'une solution S1 d'ion chlorure par une solution S2 de nitrate d'argent de concentration C2. Définir l'équivalence et expliquer brièvement comment la déterminer.
    réponse :
    A l'équivalence les quantités de matière des réactifs mis en présence sont en proportions stoechiométriques.
    Avant l'équivalence, le réactif titrant, l'ion argent est en défaut : la solution dans l'erlenmeyer est donc jaune.
    Après l'équivalence, l'ion argent est en excès : la solution dans l'erlenmeyer est donc rose rouge.
    L'équivalence est repérée par le changement de teinte.
  3. Préparation de la solution à doser : on a prélever un échantillon d'eau dans un marais salant. On dilue 10 fois cette eau pour obtenir la solution S1 à doser. On souhaite obtenir 50,0 mL de solution S1. Déterminer le volume d'eau de mer à prélever.
    réponse :
    Facteur de dilution = 10 = volume de la solution diluée / volume de la prise d'eau de mer.
    Volume d'eau de mer à prélever : 50,0 / 10 = 5,0 mL.
  4. Exploitation du dosage : on réalise le dosage d'un volume V1 = 10 ,0 mL de solution S1 par une solution S2 de nitrate d'argent de concentration c2 = 1,00 10-1 mol/L. Le volume de nitrate d'argent versé à l'équivalence est VE= 15,2 mL. Déterminer la concentration molaire des ions chlorure dans la solution S1, puis dans l'eau de mer. Masse atomique molaire du chlore : 35,5 g/mol.
    réponse :
    Quantité de matière d'ion argent à l'équivalence : VE c2 =15,2 *1,00 10-1 = 1,52 mmol.
Quantité de matière d'ion chlorure : V1 [Cl-aq] = 10,0[Cl-aq] mmol
D'après les coefficients stoechiométriques de la réaction Ag+aq+ Cl-aq = AgCl solide :
1,52 = 10,0[Cl-aq] ; [Cl-aq] = 0,152 mol/L.
Soit 10*0,152 = 1,52 mol/L dans l'eau du marais salant ( 35,5*1,52 = 54,0 g/L).

 




Dosage conductimétrique :

Conductivité molaire ionique à 25°C en S m2 mol-1 : lCl- = 7,63 10-3 ; lAg+ = 6,19 10-3 ; lNa+ = 5,01 10-3 ; lNO3- = 7,14 10-3 ;

On donne l'évolution de la conductivité au cours du dosage en fonction du volume de nitrate d'argent versé :

  1. Déterminer graphiquement sur la courbe le point d'équivalence E du dosage.
    - Justifier, sans calculs, la diminution de la conductivité avant l'équivalence.
    - Justifier, sans calculs, l'augmentation de la conductivité après l'équivalence.
    réponse :
Avant l'équivalence l'ion argent est en défaut ; une certaine quantité de matière d'ion chlorure disparaît (Ag+aq+ Cl-aq = AgCl solide ) pour être remplacée par la même quantité de matière d'ion nitrate. Or lCl- = 7,63 10-3 et lNO3- = 7,14 10-3 : lNO3- <lCl- . De plus le volume de la solution augmente : les concentrations des ions diminuent.

En conséquence la conductivité de la solution diminue.


Après l'équivalence l'ion argent est en excès ; on ajoute des ions argent et des ions nitrate : en conséquence la conductivité de la solution augmente.


 

 


Questions à choix multiples :

  1. La salinité de l'eau de mer caractérise la quantité :
    a.
    d'ions présents dans l'eau
    b. de particules présentes
    c. d'ions carbonates dissous.
  2. Le pH de l'eau de mer est compris entre
    a. 2 et 5
    b. 5 et 7
    c.
    7 et 9. ( du fait de la présence des ions carbonates CO32-)
 
retour -menu