chimie : acide chlorhydrique. d'après bts domotique 2006

Aurélie 15/11/06

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On souhaite dissoudre le calcaire ou carbonate de calcium CaCO₃ existant dans une canalisation. Pour cela on utilise l'acide chlorhydrique du commerce à 11 mol/L

Ca : 40 ; C : 12 ; O : 16 g/mol

L'équation de la réaction est : Ca²⁺ + CO₃^2- + 2(H⁺ + Cl^-) = CO₂ + H₂O+ Ca²⁺ +2Cl^-

masse de carbonate de calcium dissoute avec 1L de solution d'acide chlorhydrique de concentration C= 11 mol/L :

quantité de matière d'acide (mol) = volume (L) * concentration (mol/L) =1*11 = 11 mol

Ca²⁺ + CO₃^2- + 2(H⁺ + Cl^-) = CO₂ + H₂O+ Ca²⁺ +2Cl^-

D'après les coefficients de l'équation, la quantité de matière de carbonate de calcium est égale à la moitié de la quantité de matière d'acide soit 5,5 mol.

Masse molaire CaCO₃ : M= 40 +12+3*16 = 100 g/mol

masse (g) = masse molaire (g/mol) * quantité de matière (mol) = 100 *5,5 = 550 g.

On prélève un volume v₁ = 5,0 mL de la solution commerciale que l'on dilue jusqu'à un volume v₂ = 500 mL avec de l'eau distillée.

Le facteur de dilution est égal à : F= 500/5 = 100 ; la solution diluée est 100 fois moins concentrée que la solution commerciale et son pH est voisin de1.

On note c la concentration de la solution diluée et C la concentration de la solution du commerce.

pH = 1= - logc d'où c = 0,1 mol/L et C= 100*0,1 = 10 mol/L.

On prélève un volume v_a= 10 mL de la solution diluée d'acide chlorhydrique. On y ajoute quelques gouttes de bleu de bromothymol.

L'indicateur coloré change de couleur à l'équivalence ( passage du jaune au bleu). L'indicateur coloré permet de repèrer l'équivalence.

La solution titrante est une solution d'hydroxyde de sodium de concentration c_b=0,10 mol/L.

Le volume de solution titrante nécessaire pour atteindre l'équivalence est 10,8 mL :

à l'équivalence c_aV_a = c_bV_b soit c_a= c_bV_b /V_a =0,1*10,8/10 = 0,108 mol/L et C= 100*0,108 = 10,8 mol/L

L'indication portée par l'étiquette est correcte ( écart relatif =(11-10,8)/10,8 *100 = 2 % )

pouvoir oxydant croissant, les couples oxydoréducteurs :

H₃O⁺/H₂ : V ; Fe²⁺/Fe : -0,44 V ; Cu²⁺/Cu : 0,34 V ; Pb²⁺/Pb : -0,13 V.

Il est possible d'utiliser l'acide chlorhydrique pour détartrer une canalisation de cuivre (H₃O⁺ n'attaque pas le cuivre) ;

par contre le plomb et le fer ( fonte) sont des métaux plus réducteurs que H₃O⁺ : en conséquence le plomb et le fer sont attaqués par H₃O⁺ ; le détartrage par l'acide chlorhydrique n'est pas possible dans ce cas.

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