dosage des ions hydrogénocarbonate - Site d'Aline CHAILLOU

Compétences exigibles mises en jeu lors de ce TP : Objectif :
Doser les ions hydrogénocarbonate HCO3- présents dans différentes eaux
afin de déterminer l'alcalinité de ces eaux (dans les eaux d'alimentation,
l'alcalinité est due principalement à la présence d'ions carbonate CO32-
et d'ions hydrogénocarbonate) . Données :
titre alcalimétrique ( T.A) : c'est le volume d'acide (en mL) à 0,02 mol.L-
1 d'ions H3O+ nécessaire pour doser 100 mL d'eau en présence de
phénolphtaléine. titre alcalimétrique complet ( T.A.C ) : c'est le volume d'acide (en mL) à
0,02 mol.L-1 d'ions H3O+ nécessaire pour doser 100 mL d'eau en présence de
vert de bromocrésol-rhodamine. zones de virage des indicateurs colorés :
phénolphtaléine : incolore 8,2 pH 9,9
rose
vert de bromocrésol-rhodamine ( BCR) : jaune 3,8 ( pH ( 5,4
bleu couples acido-basiques et pKa : CO2+ H2O/ HCO3- pKa11 = 6,4
HCO3-/ CO32- pKa2 = 10,3 Remarque : CO2 dissous dans l'eau correspond à l'acide carbonique H2CO3
qui n'est pas isolé.
( H2CO3 est équivalent à CO2+ H2O). Masses molaires : C = 12 g mol-1 H = 1 g mol-1 O = 16 g
mol-1 QUESTIONS PRELIMINAIRES :
1. Ecrire les équations-bilan des réactions de chacun des acides considérés
avec l'eau. Montrer que l'ion HCO3- est un ion amphotère . 2. Sur un axe gradué en pH, placer les domaines de prédominance des espèces
acides et basiques des deux couples auxquels appartient
l'ionhydrogénocarbonate. 3. On ajoute quelques gouttes de phénolphtaléine dans une solution où les
ions carbonate sont prédominants. Quelle est la couleur de la solution ?
On ajoute quelques gouttes de phénolphtaléine dans une solution où les ions
hydrogénocarbonate sont prédominants. Quelle est la couleur de la
solution ? Justifier votre réponse. 4. Quelle verrerie peut-on utiliser pour mesurer ,avec précision,50 mL
d'eau si on ne dispose pas d'une pipette jaugée de 50 mL ?
MANIPULATION :
1 Test à la phénolphtaléine :
A réaliser avec de l'eau d'EVIAN,de l'eau de VOLVIC et de l'eau du robinet.
Mettre environ 3 mL d'eau dans un tube à essais.
Ajouter quelques gouttes de phénolphtaléine.
Observer la couleur éventuelle de l'eau.
Noter les résultats.
2 Dosage pH-métrique :
A effectuer pour chacune des eaux mentionnées précédemment.
Mesurer 50 mL d'eau et les transvaser dans un bécher.
Ajouter 10 gouttes de vert de bromocrésol.
Doser avec une solution d'acide chlorhydrique à 0,02 mol L-1 .
Mesurer le pH initial puis le pH après chaque addition d'acide.
Ralentir l'addition d'acide lorsque la variation du pH est un peu plus
rapide .
Repérer le virage de l'indicateur.
Indication : pour l'eau de VOLVIC ajouter l'acide 0,5 mL par 0,5 mL dès le
début .
Tracer la courbe pH = f ( Va) pour chaque dosage .
EXPLOITATION DES RESULTATS :
1 Détermination du T.A :
D'après le test à la phénolphtaléine , les eaux considérées contiennent-
elles des ions CO32-? Quel est leur T.A ? 2 Détermination du T.A.C :
Ecrire l'équation- bilan de la réaction de dosage. Calculer sa constante
d'équilibre.
Déterminer graphiquement, pour chaque eau dosée, le point d'équivalence.
Noter ses coordonnées sur le graphe.
En déduire la concentration molaire puis massique des ions HCO3- de
chaque eau .
Le résultat est-il en accord avec les indications de l'étiquette?
EVIAN : HCO3- = 357 mg / L VOLVIC : HCO3- = 71 mg /
L . Justifier l'emploi du BCR pour ce dosage.
Déterminer le T.A.C de chaque eau dosée.
Le Conseil Supérieur d' Hygiène Publique de France, sur la base de la
Directive Européenne du 15/07/80, considère le T.A.C maximum d'une eau
potable à 50. Que peut-on dire des eaux testées?
EXERCICES :
1. Du point de vue acido-basique que se passe-t-il lorsqu'on a mal à
l'estomac? Quelle est l'action du bicarbonate de soude pour y remédier ?
2. Dans le Perrier, il y a aussi des ions hydrogénocarbonate; quand on y
met une tranche de citron, un dégagement gazeux plus intense se produit.
Expliquer.
3. n°10 page 188.
Mots clés, ou ce que je dois retenir de ce TP :
Au bureau |Produits |Matériel |
|- eau de Volvic |- 3 verres à pied |
|- eau d'Evian | |
|- solution d'acide chlorhydrique à | |
|0,02 mol.L-1 | |
Binôme élèves |Produits |Matériel |
|- eau distillée |- une fiole jaugée de 50 mL |
|- phénolphtaléine |- 6 tubes à essais |
|- vert de bromocrésol |- pHmètre et accessoires |
|- solution tampon |- 1 bécher |
| |- 3 pots |
| |- burette graduée sur support |
| |- agitateur magnétique | Préparation de la solution d'acide chlorhydrique à 0,02 mol.L-1 Prélever à l'aide d'une pipette graduée munie d'une propipette 1,7 mL d'une
solution d'acide chlorhydrique à 35% en masse. Les introduire dans une
fiole jaugée de 1L Ajouter de l'eau distillée aux 2/3 en agitant pour
homogénéiser. Compléter jusqu'au trait de jauge. Boucher et agiter
Résultats expérimentaux: |VOLVIC |EVIAN |ROBINET |
|VA(mL) |pH |VA(mL) |pH |VA(mL) |pH |
|0 |7.1 |0 |7.3 |0 |7.55 |
|0.5 |6.8 |1 |7.15 |1 |7.2 |
|1 |6.5 |2 |7 |2 |7 |
|1.5 |6.25 |3 |6.9 |3 |6.85 |
|2 |5.95 |4 |6.7 |4 |6.7 |
|2.5 |5.50 |5 |6.6 |5 |6.6 |
|3 |4.1 |6 |6.5 |6 |6.45 |
|3.5 |3.65 |7 |6.4 |7 |6.35 |
|4 |3.43 |8 |6.3 |8 |6.25 |
|4.5 |3.3 |9 |6.2 |9 |6.1 |
|5 |3.2 |10 |6.1 |10 |5.95 |
|5.5 |3.1 |11.5 |5.9 |11 |5.8 |
|6 |3 |12 |5.85 |12 |5.5 |
| | |13 |5.65 |12.5 |5.3 |
| | |14 |5.3 |13 |4.9 |
| | |14.5 |5 |13.5 |4.1 |
| | |15 |4.35 |14 |3.7 |
| | |15.5 |3.7 |14.5 |3.45 |
| | |16 |3.45 |15 |3.3 |
| | |16.5 |3.3 |15.5 |3.2 |
| | |17 |3.2 |16 |3.1 |
| | |18 |3.1 |17 |3 |
| | | | |18 |2.9 |