Electrochimie - Compte Rendu TP - Titrages Conductimétrique 6565 [PDF]

Zitiervorschau

Ministère de l’Enseignement Supérieure et de la Recherche Scientifique année G.Chimique

Compte rendu TP 3 :

v. co m

1

Ecole Nationale Polytechnique

Titrages Conductimétriques Module : Electrochimie GROUPE :

dz un i

ère

I-

INTRODUCTION :

La conductivité : est une grandeur qui permet d'évaluer la concentration en ions d'une solution. Toute espèce solvate chargée est susceptible de transporter du courant électrique au sein d'une solution. La conductimétrie : est une technique très utilisée pour analyser la composition d’une solution ionique.

Le conductimètre : est un appareil qui

II-

But de Tp :

v. co m

mesure la conductance que présente une cellule plongée dans une solution.

Détermination du point de neutralisation par la méthode de titrages conductimétriques et cela pour 3 solutions : -

- CH3COOH 0.1N

- Mélange ( HCl + CH3COOH)

Partie théorique :

dz un i

III-

HCl 0.1N

La courbe de titrage conductimétrique consiste à tracer la variation de conductivité spécifique de la solution titrée en fonction du volume titrant. On constate généralement trois régions principales, une correspond à un volume de titrant inferieur au volume d’équivalence V < Ve , le point d’équivalence Ve qui sera déterminé par extrapolation et une région dont le volume titrant est supérieur à ce de l’équivalence V > Ve .

Ce TP à pour but d’étudier trois exemples de titrages conductimétriques de trois solutions d’acides différentes par la même base. Acide fort + base forte Acide faible + base forte Mélange (acide fort + acide faible) + base forte Les réactions mises en jeu pour les 3 expériences :

𝐻𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑁𝑎𝐶𝑙 +𝐻2 𝑂 CH3COOH +𝑁𝑎𝑂𝐻 CH3COONa + 𝐻2 𝑂 HCl+CH3COOH+2NaOH  CH3COONa + NaCl + 2H2O

IV-

Partie expérimentale : a- Matériels et produits utilisés : - conductimètre

– HCl 0.1N

- bécher

– CH3COOH 0.1N

100 ml

- burette

– eau distillée

v. co m

-pipette 25 ml

- la soude NaOH 0.5 N

- entonnoir

b- Mode opératoire / résultats :

dz un i

Reaction 1 :

On verse dans un bécher de 100 mL, 25 mL de l’acide HCL 0.1N à l’aide d’une pipette puis on ajoute l’eau distillée pour que la solution recouvre

complètement les électrodes et on prend la première valeur de la conductivité puis on fait le titrage par la soude par quantités successives de 0.5 mL on mesure la conductivité et on trouve les résultats suivants V(NaOH)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

K(ms.cm) 4.01

3.63

3.34

3.02

2.64

2.38

2.08

1.70

1.36

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

1.05

1.20

1.41

1.68

1.84

2.06

2.25

2.50

2.73

2.92

3.17

(ml)

Or K(réel)= K ( solution)-K(eau) Avec K(eau ) = 15.9 μs = 0.0159 ms Alors les résultats du tableau deviennent : V(NaOH)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

(ml) K(ms.cm)

3.99 3.61

3.32

3.00

2.62

2.36

2.06

1.68

1.34

4.5

5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

1.03

1.18 1.39

1.66

1.82

2.04

2.23

2.48

2.71

2.90

3.15

v. co m

5.5

Ve =

Ke=

Reaction 2 :

On verse dans un bécher de 100 mL, 25 mL de l’acide CH3COOH 0.1N

à l’aide d’une pipette puis on ajoute l’eau distillée pour que la solution recouvre

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complètement les électrodes et on prend la première valeur de la conductivité puis on fait le titrage par la soude par quantités successives de 0.5 mL on mesure la conductivité , on prend en consideration la conductivité specifique de l’eau et on trouve les résultats suivants : V(NaOH) 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0.12

0.11

0.16

0.24

0.32

0.40

0.49

0.56

0.64

0.72

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

0.80

1.01

1.25

1.49

1.72

1.98

2.22

1.45

2.70

2.92

3.17

(ml)

K(réel)

Ms.cm

Ve =

Ke=

Reaction 3 : On verse dans un bécher de 100 mL, 12.5 ml de HCl 0.1 N et 12.5 mL de l’acide CH3COOH 0.1N puis on ajoute l’eau distillée pour que la solution recouvre complètement les électrodes et on prend la première valeur de la conductivité puis on fait le titrage par la soude par quantités successives de 0.5 mL on mesure la

conductivité , on prend en consideration la conductivité specifique de l’eau et on trouve les résultats suivants :

V(Naoh) 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

1.98

1.68

1.39

1.06

0.73

0.59

0.63

0.71

0.76

0.83

0.98

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

1.23

1.44

1.66

2.03

2.36

2.55

2.78

2.99

33.19

K(réel) ms.cm

Ve =

v. co m

ml

Ke=

dz un i

c- Interpretation et commentaires :

5.Interprétation des courbes:

La conductivité spécifique d’une solution donnée est directement liée aux conductivités et à la proportion des différents ions présents. Les ions H3O+ et OH- ont des mobilités supérieures à celle de l’ensemble des autres ions (325 SM pour H3O+ et 176 SM pour OH-)

Acide fort (HCL 0.1 N) + base forte (NaOH 0.5 N)

V< VE

Les ions H3O+ sont remplacés par les ions Na+ de mobilité plus inferieure d’où une dimunition de la conductivité spécifique de la solution qui se traduit par une pente négative et forte,cette dimunition cesse à un point ou toutes les ions sont consomés c’est le point de neutralisation.

V>VE L’augmentation de la concentration de la solution de soude augmente la proportion des + + ions OH- qui sont plus mobiles que les ions H3O mais moins mobiles que les ions Na

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d’où l’augmentation de la conductivité spécifique de la solution qui se traduit par une pente positive moin forte que pour la partie précédente.

Acide faible (CH3 COOH 0.1 N) + base forte (NaOH 0.5 N)

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V< VE

La conductivité de la solution augmente presque linéairement avec l’ajout de la soude, l’acide acétique est un acide faiblement dissocié (quantité très faible deH3O+) il est neutralisé par les ions OH-, alors que la quantité en ions Na +et C HCOO- augmente d’où l’augmentation de la conductivité globale de la solution.

V>VE

La conductivité globale de la solution augmente de façon importante Na + et OH(Très mobiles) sont en excès.

Mélange (CH3COOH 0.1 N + HCL 0.1 N) + base forte (NaOH 0.5 N) :

La courbe étant la combinaison des deux courbes précédemment étudiés, en premier lieu il ya neutralisation de l’acide le plus fort (HCl), en second lieu celle de l’acide faible (CH3 COOH).

V-

Conclusion :

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et on la compare avec les courbes théorique des différent titrage afin de déterminer la nature de l’acide étudié ,le point d’équivalence nous permet de tiré sa concentration, pour des solutions dont le point d’équivalence est mal déterminer ,le titrage conductimétrique c’est un très bon moyen de le déterminé.

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Cette expérience terminée, nous avons pu observer le comportement de plusieurs acides différents vis-à-vis de la même base forte. Ainsi, l’un des avantages de cette méthode expérimentale, est qu’on pourrait titré n’importe quel acide inconnu, pour connaître sa nature et sa concentration, en prenant un volume déterminé de cet acide, le titrer nous donnera la variation de sa conductivité qui serais nécessairement analogue à l’une des trois représentations déjà vues, une simple lecture du volume correspondant au point d’équivalence nous permettra de calculer sa concentration. Les avantages de cette méthode sont nombreux, vu sa large utilisation, pour des solutions diluée, colorées ou pour des solutions qui donnent un point d’équivalence mal définit ainsi que pour les titrages en solvants non aqueux. Néanmoins, elle peut présenter quelques inconvénients et c’à cause de la présence d’ions étrangers qui peuvent influencer la variation de la conductance et la détermination avec précision du point d’équivalence ne sera donc pas possible.