Electrochimie - TP - Compte Rendu TP PH Métrie 6609 [PDF]

Zitiervorschau

Ministère de l’Enseignement Supérieure et de la Recherche Scientifique Ecole Nationale Polytechnique

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Département de génie de l’environnement 3eme Année G .Environnement

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Travaux pratiques de L’Electrochimie

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TP 03 : PH METRIE

Année universitaire : 2009-2010

Plan du TP:

Introduction

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Le but de TP

Définition du pH Propriétés acido-basiques

Partie Pratique

Matériels utilisés Produits utilisés Mode opératoire Résultats de la manipulation

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Partie théorique

Conclusion

H2SO4 et NaOH CH3COOH et NaOH

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2- BUT DE LA MANIPULATION :

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1- Introduction : L’acide phosphorique est un liquide limpide, incolore, inodore, visqueux et sirupeux (solution aqueuse à 75%-85%). Il n’est pas combustible à haute température, mais il peut se décomposer et former des oxydes de phosphore qui sont toxiques. Certaines réactions chimiques peuvent libérer des gaz dangereux. Le contact avec des métaux libère de l’hydrogène, un gaz inflammable. L’acide phosphorique est CORROSIF pour les yeux, la peau et les voies respiratoires.  Il peut causer la cécité et laisser des cicatrices permanentes.  Il est utilise dans la fabrication d’engrais et de sels phosphates, de superphosphates, de poly phosphates, de savons et de détergents, de produits pharmaceutiques, de charbon actif, d’aliments pour animaux, de céramiques, de ciment dentaire de boissons gazeuses, il sert aussi dans le polissage électrolytique, d’agents de protection contre le feu, de cire et de produits à polir, de produits chimiques de traitement des eaux ….etc. L’acide phosphorique existe en solutions aqueuses dont la concentration va de 33%à 85% ; les concentrations de 75%, de 80% et de 85% sont les plus courantes. L’anhydride phosphorique pur forme un semi-hydrate. Il est aussi connu sous les noms d’acide ortho phosphorique, d’acide o-phosphorique, d’acide phosphorique blanc.

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3- Partie Théorique

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Notre but dans cette expérience est d’arriver a titré un acide fort (H 2 SO 4 à 0.1N) puis un autre faible (CH3COOH à 0.1N) en suite le mélange des deux avec une base (NaOH à 0.1N) et de tracer les graphes pH en fonction du V base correspondant ajouté ainsi déduire la valeur du pH a l’équilibre ainsi le Pka de chaque acide.

3-1- Définition du pH :

Grandeur mesurant la concentration des ions hydrogènes dans une solution. C'est une mesure de l'acidité de la solution. Par définition, le pH, «pouvoir hydrogène », est l'opposé du logarithme de la concentration des ions H+ (protons) : PH = - log 10 [H+], avec [H+] la concentration des ions H+ en moles/litre. Comme les ions H+ s'associent avec des molécules d'eau pour former des ions hydronium (H 3 O+), le pH s'exprime souvent en fonction de la concentration de ces ions. Leur concentration peut varier entre 10-6 et 0.10 moles/litre. Elle dépend de la force de l'acide et de sa concentration dans la solution. Ainsi, les solutions acides ont un pH variant de 6 (acides faibles) à 1 (acides les plus forts). Inversement, une solution basique a une faible concentration d'ions H 3 O+ et un excès d'ions OH-. Le pH de ces solutions varie de 8 (bases faibles) à 14 (bases fortes). Le pH d'une solution peut être déterminé par titrage. Il s'agit de la neutralisation de l'acide (ou de la base) par une quantité mesurée de solution basique (ou acide) de concentration connue, en présence d'un indicateur (composé dont la couleur dépend du pH). Le pH d'une solution peut

également être déterminé par la mesure du potentiel électrique d'électrodes particulières immergées dans la solution. Grandeur mesurant la concentration des ions hydrogènes dans une solution. C'est une mesure de l'acidité de la solution. Par définition, le pH, «pouvoir hydrogène », est l'opposé du logarithme de la concentration des ions H+ (protons) : PH = - log 10 [H+], avec [H+] la concentration des ions H+ en moles/litre. Comme les ions H+ s'associent avec des molécules d'eau pour former des ions hydronium (H 3 O+), le pH s'exprime souvent en fonction de la concentration de ces ions.

3-2- Propriétés acido-basiques :

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La dissociation d’un acide, en équilibre avec la protonation d’une base est une réaction Chimique du type : HB (aq) + H2O ⇔ H3O+ (aq) +B--(aq) Dans ce type de réaction, HB est l’acide, il est susceptible de céder son proton, il se forme ainsi une base B- qui est susceptible de capter ce proton. Ceci correspond aux définitions de Bronsted des acides et des bases. Un acide (respectivement une base) est fort si toutes les molécules d’acides (respectivement de base) cèdent (respectivement acceptent) facilement des protons. Le pH, qui est égal à –log ([H3O+]) est l’information nous renseignant sur l’acidité d’une solution. L’échelle des pH varie de 0 à 14 en solution aqueuse, ces valeur limites étant imposées par le produit ionique de l’eau. Si son pH est 0, une solution est très acide, à 7 elle est neutre, à 14 elle est très alcaline.

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4- Etude expérimentale : 4-1 Matériels utilisés :  pissette.  éprouvette graduée.  burette.  erlen de 250ml.  fiole jaugée de 100ml.  pipette de 25ml. 4-2- Produits utilisés :  eau distillée.  NaOH (0,1N)  CH3COOH (0,1N)  H 2 SO 4 (0,1 N)

4-3- Mode opératoire: Prendre 10ml de la solution de H3PO4. Verser les dans une fiole jaugée de 100ml et compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge. Prélever de cette solution 25 ml et verser les dans un erlen de 250ml. Titrer celle-ci en présence de 5 gouttes de phenolphtaline jusqu'à l’apparition de la première coloration rose pale. Lire le volume V1 ensuite ajouter 3 gouttes de methyl-orange et poursuivre le titrage jusqu'à la couleur rose orangée. Lire le volume V2. Répéter trois fois le titrage.

4-4- Résultats de la manipulation :

H 2 SO 4 avec NaOH :

NaOH (ml)

PH V

NaOH (ml)

PH V

NaOH (ml)

PH

2,97 2 5,61 10 9,33 18

3,03 3 5,92 11 9,81 19

3,11 4 6,12 12 10,13 20

3,2 5 6,25 13 10,35 21

3,32 6 6,3 14 10,42 22

3,5 7 6,5 15 10,56 23

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NaOH (ml)

2,85 1 4,32 9 7,14 17 10,95 25

PH=f(v)

12 10

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V

2,8 0 3,75 8 6,71 16 10,75 24

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V

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PH

8 6 4 2 0 0

5

10

15

20

25

30

CH3COOH avec NaOH: PH NaOH (ml)

PH NaOH (ml)

PH NaOH (ml)

4,45 2 5,95 10

4,6 3 6,42 11

4,78 4 10,12 12

4,92 5 10,8 13

5,09 6 11,2 14

5,23 7 11,41 15

PH=f(v) 14 12

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17; 11,62

10 8

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V

4,25 1 5,65 9 11,62 17

6 4 2 0 0

2

4

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V

4,2 0 5,41 8 11 ,52 16

6

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V

8

10

12

14

16

18

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5- Conclusion: