Titrage des ions hydroxyde présents dans le Destop® par suivi conductimétrique et pH-métrique

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Le Destop®

Le Destop® est un déboucheur de canalisation, c’est à dire une solution qui dissout intégralement et rapidement les matières organiques.
Différentes solutions existent sur le marché. Afin de préserver les canalisations, « l’agent actif » du Destop® est l’hydroxyde de sodium.
On peut lire sur l’étiquette d’un flacon de Destop® :

  • Pourcentage en masse d’hydroxyde de sodium : 20 %.
  • Densité de la solution par rapport à l’eau : 1,23.
Stockage

Produit corrosif. Provoque des brûlures de la peau et des lésions oculaires graves. Garder sous clef. Tenir hors de portée des enfants.

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Titrage direct de l'aspirine

L’objectif de cette séance est de titrer l’aspirine contenue dans un comprimé d’Aspirine du Rhône et d’ainsi vérifier que la masse présente est bien égale à 500 mg.

Aspirine

L’acide acétylsalicylique, plus connu sous le nom commercial d’aspirine, est la substance active de nombreux médicaments aux propriétés antalgiques (réduction de la douleur), antipyrétiques (réduction de la fièvre) et anti-inflammatoires (réduction de l’inflammation). Il est aussi utilisé comme antiagrégant plaquettaire. Il s’agit d’un anti-inflammatoire non stéroïdien. C’est un acide faible, dont la base conjuguée est l’anion acétylsalicylate. C’est un des médicaments les plus consommés au monde.

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Titrage de l'acide éthanoïque présent dans un vinaigre

L’objectif de cette séance est de déterminer la concentration en acide éthanoïque d’un vinaigre à 5°.

Le vinaigre

Un vinaigre est une solution aqueuse diluée essentiellement constituée d’acide éthanoïque dont le $\text{pKa}$ est de 4,8. Le degré d’acidité d’un vinaigre est la masse d’acide éthanoïque pur contenue dans $\pu{100 g}$ de vinaigre.

  • La masse volumique du vinaigre est $\rho = \pu{1,00 g.mL-1}$.
  • La masse molaire de l’acide éthanoïque est $M = \pu{60,0 g.mol-1}$.
Remarque
Lors du titrage d’un vinaigre par une base forte, le pH à l’équivalence est entre 8 et 9.

Suivi pH_métrique

Lors d’un suivi pH-métrique on mesure le pH de la solution après différents ajouts de titrant. Les volumes de titrant à verser doivent être évalués après un titrage colorimétrique et resserrés le plus possible autour de l’équivalence. Après le saut de pH, il faut poursuivre l’ajout de titrant pendant au moins $\pu{5 mL}$.

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Une transformation chimique n'est pas toujours totale

Objectifs

  • Mesurer le pH de différentes solutions.
  • Effectuer des dilutions.
  • Déterminer si des transformations chimiques sont totales ou limitées.

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Concentration molaire apportée en soluté

La concentration molaire apportée en soluté est la quantité de matière de soluté dissoute par unité de volume de solution. Elle est notée $C$ et s’exprime généralement en $\pu{mol.L-1}$. $$ C = \dfrac{n \left( \text{soluté dissous} \right)}{V \left( \text{solution}\right)} $$

Concentration molaire effective en espèces dissoutes

Pour chaque espèce chimique $X$ dissoute en solution, la concentration molaire effective en espèce dissoute est la quantité de matière de cette espèce effectivement en solution par unité de volume. Elle est notée $[X]$ et s’exprime généralement en $\pu{mol.L-1}$. $$ [X] = \dfrac{n \left( X \text{ effectivement en solution} \right)}{V \left(\text{solution} \right)} $$

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Recherche d'un réactif limitant à l'aide d'un programme écrit en Python

On réalise l’oxydation des ions fer II $\ce{Fe^{2+} (aq)}$ par des ions permanganate $\ce{MnO4^- (aq)}$ en milieu acide.
Les couples oxydant/réducteur mis en jeu sont : $\ce{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ et $\ce{MnO4^-/Mn^{2+}}$.

  1. Montrer que l’équation de la réaction s’écrit : $$ \ce{5 Fe^{2+} (aq) + MnO4^- (aq) + 8 H^+ –> 5 Fe^{3+} (aq) + Mn^{2+} (aq) + 4 H2O } $$

On met en présence $\pu{10 mL}$ d’une solution de permanganate de potassium à la concentration $\pu{0,03 mol.L-1}$ en ion permanganate et $\pu{10 mL}$ d’une solution de sulfate de fer II à la concentration $\pu{0,1 mol.L-1}$ en ion fer II. On acidifie cette solution en ajoutant de l’acide sulfurique. Le volume final de la solution est égal à $\pu{25 mL}$ et son pH vaut $\pu{1,0}$.

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Bilan quantitatif des transformations chimiques

Évolution d’un système chimique

Un système évolue chimiquement s’il existe (au moins) une réaction chimique en son sein. Cette réaction chimique nécessite la présence de réactifs — espèces chimiques capables de réagir entre elles — et s’effectue selon les proportions données par les nombres stœchiométriques qui apparaissent dans l’équation de la réaction. Il se forme alors un ou plusieurs produits, dans les proportions données par les nombres stœchiométriques.

Un système chimique évolue tant que les quantités de matière des réactifs (et donc des produits) changent macroscopiquement.
L’évolution d’un système chimique peut conduire à deux situations différentes :

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Transformations chimiques, exercices de révision

Arbre de Diane

On plonge de la tournure de cuivre dans une solution de nitrate d’argent contenant des ions argent $\ce{Ag^+ (aq)}$. La solution initialement incolore devient bleue et il se forme un dépôt d’argent $\ce{Ag (s)}$. La température et la pression sont celles du laboratoire.

  1. Décrire le système à l’état initial.

Réponse
  • Cuivre $\ce{Cu}$ solide ;
  • Ions argent $\ce{Ag^+}$ en solution ;
  • Ions nitrate $\ce{NO3^- }$ en solution ;
  • Solvant : $\ce{H2O}$ ;
  • Pression atmosphérique ;
  • Température du laboratoire.

  1. Y a-t-il eu transformation du système initial ? Nommer les deux réactifs et les deux produits de la transformation.

Réponse

Le système a évolué puisque des entités chimiques ont disparu et d’autres sont apparues.

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Transformation de la matière, transformations chimiques

Transformation d’un système chimique

Qu’appelle-t-on système chimique ?

Un système chimique est un échantillon de matière, décrit par différents paramètres, auquel on s’intéresse.

Description d’un système chimique : État du système

En théorie, lorsqu’on décrit l’état d’un système, il est nécessaire de préciser :

  • Les espèces chimiques présentes.

  • L’état physique de chacune de ces espèces chimiques (solide, liquide, gaz).

  • La quantité de matière de chacune de ces espèces chimiques.

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Bilans de matière et réactions d'oxydoréduction

Exercice 1

Dans un tube à essai, on introduit de la limaille de fer et quelques millilitres d’une solution de chlorure d’étain (II), $(\ce{Sn^{2+} (aq) + 2 Cl^- (aq)})$. Après avoir attendu un certain temps, on ajoute quelques millilitres d’une solution d’hydroxyde de sodium (soude) ; il apparait alors un précipité vert d’hydroxyde de fer (II) $\ce{Fe(OH)2 (s)}$.

Les couples qui interviennent dans cette expérience sont : $\ce{Fe^{2+}/Fe (s)}$ et $\ce{Sn^{2+}/Sn (s)}$.

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