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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Annale : Décomposition d'une eau oxygénée

L’usage des calculatrices n’est pas autorisé. L’épreuve a été conçue pour être traitée sans calculatrice.

L’eau oxygénée ou solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène $\ce{H2O2}$ est une espèce oxydante utilisée au laboratoire. Il s’agit aussi d’une espèce chimique utilisée dans la vie courante : décoloration des cheveux, désinfection des verres de contact, désinfection des plaies. Sa décomposition, qui produit un dégagement de dioxygène, est accélérée par certains facteurs comme l’exposition à la lumière, l’ion fer (II), l’ion fer (III), le platine…

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Annale : Acide Ascorbique

$\gdef\barcirc{{\mathrlap{\mathchoice{\kern{0.145em}}{\kern{0.145em}}{\kern{0.1015em}}{\kern{0.1015em}}\circ}{-}}}$

À la fin du XVIe siècle, beaucoup de marins succombaient au scorbut. Cette mortalité était due à une carence en vitamine C aussi appelée « acide ascorbique ». Il s’agit d’un acide organique ayant entre autres des propriétés anti-oxydantes. Il est présent dans les citrons, les jus de fruits et les légumes frais. Le nom « ascorbique » vient du préfixe grec a (privatif) et de scorbut, signifiant littéralement anti-scorbut.
La vitamine C intervient dans de nombreuses réactions d’oxydo-réduction dans l’organisme, dans le métabolisme du fer et des acides aminés.

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Annale : Ammoniac

$\gdef\barcirc{{\mathrlap{\mathchoice{\kern{0.145em}}{\kern{0.145em}}{\kern{0.1015em}}{\kern{0.1015em}}\circ}{-}}}$

L’ammoniac $\ce{NH3}$ est un gaz qui, dissous dans l’eau, donne une solution basique d’ammoniaque. Des solutions d’ammoniaque sont vendues dans le commerce. Ces solutions, après dilution, sont utilisées comme produit nettoyant et détachant.

L’ammoniac, une base

On prélève un volume gazeux d’ammoniac $V = \pu{2,4e–1 L}$, sous la pression $\pu{1 015 hPa}$ à la température de $\pu{20 °C}$, que l’on dissout dans de l’eau distillée pour obtenir $V_{S1} = \pu{1,0 L}$ de solution aqueuse d’ammoniac $S_1$. Le pH de la solution $S_1$ est mesuré et a pour valeur 10,6.

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Annale : Chaufferette Chimique

La neige tombe, les mains commencent à s’engourdir et le refuge est encore loin. Le randonneur sort alors de son sac à dos une pochette en plastique, remplie d’un liquide transparent et appuie sur un petit disque métallique placé à l’intérieur : le liquide commence à se solidifier tout en dégageant une douce chaleur.

Ce dispositif nommé chaufferette chimique est constitué d’une enveloppe souple de plastique qui contient une solution aqueuse d’acétate de sodium à 20 % en masse minimum. La solidification s’amorce à partir du disque, localement la solution s’échauffe. L’énergie qu’il a fallu fournir au matériau pour le faire fondre est restituée […]. Après utilisation, on peut régénérer la chaufferette en faisant fondre le solide obtenu par chauffage. On laisse alors le matériau doucement refroidir…

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Titrages par suivi pH-métrique

Rappels

Dosage, titrage

  • Doser une espèce chimique dans une solution consiste à déterminer expérimentalement la concentration molaire de cette espèce chimique dans la solution.
  • Lorsqu’un dosage s’appuie sur une réaction chimique on parle de titrage.

Conditions à remplir pour qu’une réaction chimique puisse être utilisée lors d’un titrage

Pour pouvoir être utilisée lors d’un titrage, une réaction chimique doit être :

  • rapide ;
  • unique dans le milieu (elle seule doit consommer l’entité dosée) ;
  • la modélisation d’une transformation chimique totale.

Point équivalence

  • Le point d’équivalence (ou équivalence) d’un titrage est le point où on change de réactif limitant.
  • À l’équivalence, l’entité titrée et l’entité titrante ont été introduites dans les proportions stœchiométriques. Ces deux entités (titrée et titrante) sont donc absentes dans le milieu au point d’équivalence.

Titrage par suivi pH-métrique d’un acide ou d’une base

Titrage d’une solution d’acide nitrique (acide fort) par une solution de soude (base forte)

On réalise le titrage d’une solution d’acide nitrique $\ce{HNO3}$ de volume $V_A = \pu{10 mL}$ et de concentration $C_A$ inconnue, par une solution de soude de concentration $C_B = \pu{0,02 mol.L-1}$. On réalise un suivi pH-métrique et on traite les données expérimentales grâce au logiciel Graphical Analysis de Vernier.

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Titrage des ions chlorure présents dans une solution de sérum physiologique par suivi conductimétrique

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Solution physiologique

Une solution physiologique est un liquide isotonique au sang, c’est-à-dire exerçant la même pression osmotique sur les membranes cellulaires que les principaux fluides corporels, en particulier le sang humain. Une telle solution est également nommée liquide physiologique ou, improprement, sérum physiologique (en fait il ne s’agit pas d’un sérum car il ne provient pas directement du sang).

La solution est généralement composée d’eau distillée et de chlorure de sodium ($\ce{NaCl}$) dilué à 9 pour $1\,000$ (c’est-à-dire une solution à 0,9 % de masse/volume de $\ce{NaCl}$, soit $\pu{9 g.L-1}$).

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Titrage d'une solution de vinaigre par conductimétrie

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Composition du vinaigre issu d’une solution aqueuse d’éthanol

La plupart des vinaigres issus d’une solution aqueuse d’éthanol ont une teneur en acide acétique d’environ 5 à 8 % en masse ainsi que de faibles teneurs en acide tartrique et acide citrique. Le potentiel hydrogène ou $pH$ de ces vinaigres est généralement de l’ordre de 3, avec un minimum d’environ 2.

Les quantités minoritaires d’autres composés organiques, à l’origine de caractéristiques organoleptiques spécifiques, dépendent de la nature de la solution initiale ainsi que du mode d’élaboration et d’un éventuel élevage sous bois : acide gallique, 4-hydroxybenzaldéhyde, catéchine, acide vanillique, acide caféique, acide syringique, vanilline, syringaldéhyde, acides coumariques (paracoumarique, orthocoumarique et métacoumarique), méthoxybenzaldéhyde, acide sinapique, salicylaldéhyde, scopolétol, vératraldéhyde, etc.

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