Terminale S : Thème AGIR Activité n°13 (Expérimentale)

« Terminale S : Thème AGIR Activité n°13 (Expérimentale) Titrage conductimétrique du Destop® I – PRESENTATION DE LA SITUATION PROBLEME : Vous devez effectuer un contrôle de qualité sur un déboucheur liquide pour vérifier sa teneur en hydroxyde de sodium NaOH. Document n°1 : Produit commercial Une solution commerciale d’un déboucheur de canalisation peut être assimilée à une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium concentrée. Sur l’étiquette de cette solution le fabricant indique le pourcentage massique en hydroxyde de sodium NaOH dans la solution soit pfab = 10,0 % . Données : Masse molaire : M(NaOH) = 40,0 g.mol-1. Masse volumique du Destop : ρ = 1220 g.L-1. , Document n°2 : Principe d’un titrage. Un dosage par titrage est une technique de dosage mettant en jeu une réaction chimique entre l’espèce à doser (réactif titré) et un réactif titrant de concentration connue. L’équivalence d’un titrage est l’instant où les deux réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques ; ils sont alors totalement consommés. Lors du titrage du réactif B par le réactif A selon la réaction d’équation : aA+bBc C +dD ni ( B) nE ( A) = A l’équivalence, on a : i : quantité présente à l’état initial b a E : quantité versée à l’équivalence Document n°3 : Schéma du montage permettant de réaliser le titrage conductimétrique du Destop®. 5,0 Document n°4 : Conductivité d’une solution La conductivité d’une solution dépend de la température, de la nature et de la concentration des ions qu’elle contient.

D’après la loi de Kohlrausch, la conductivité d’une solution contenant les ions X et Y s’exprime par la relation : σ = λX  [X] + λY  [Y] où λ représente la conductivité molaire ionique de chaque ion. Données : ion λ ( mS.m².mol-1) H3O+ 35,0 HO− 19,9 Na+ 5,0 Cl− 7,6 II – TRAVAIL A EFFECTUER : Vous disposez d’une solution SB qui a été préparée en diluant 50 fois la solution S 0.

On cherche à déterminer la concentration molaire, puis le pourcentage massique en hydroxyde de sodium dans SB par titrage conductimétrique, afin de vérifier le pourcentage massique annoncé par le fabricant. 1) S’approprier : Donner la liste du matériel, ainsi que le protocole expérimental qui a permis aux techniciens de laboratoire de préparer 500 mL de solution SB à partir de la solution  la   . 2) Analyser : A l’aide des documents proposés, identifier l’espèce titrante et l’espèce titrée ; puis écrire réaction servant de support à ce dosage. Donner la relation à l’équivalence de ce titrage. En déduire l’expression de CB en fonction de CA, VE et VB. 3) Réaliser :  Avec quelle verrerie doit-on prélever VB = 10,0 mL de SB ? Sur la table, préparer l’ensemble du matériel nécessaire à ce prélèvement.  Réaliser le montage du doc.

3 en utilisant un bécher de 250 mL.

Afin de négliger la variation du volume total au cours du titrage, vous ajouterez au départ environ 150 mL d’eau distillée dans le bécher.  Ajouter l’acide chlorhydrique selon le tableau ci-dessous.

A chaque ajout : agiter puis arrêter l’agitation au moment d’effectuer la mesure.

Noter vos résultats : VA (mL) 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 σ (….S/cm ) VA (mL) σ (….S/cm ) 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0  Tracer le graphe σ = f(VA). 4) Valider :  Faire le bilan de tous les ions (même les ions spectateurs) présents dans le bécher au cours du titrage et de l’évolution de leur concentration (au début du titrage, à l’équivalence et après l’équivalence), en considérant le volume constant dans le bécher.  A l’aide du document 4, justifier l’allure du graphique obtenu.

En déduire par lecture graphique le volume versé à l’équivalence VE .  Calculer la concentration molaire CB en hydroxyde de sodium dans la solution diluée SB , puis celle dans la solution commerciale, notée C0.  Calculer la masse d’hydroxyde de sodium présente dans un litre de solution.

En déduire le pourcentage massique d’hydroxyde de sodium dans le Destop®.  Comparer avec la valeur indiquée par le fabricant en calculant l’écart relatif \f(;pfab . III – CALCUL D’INCERTITUDE : On souhaite évaluer l’incertitude U(CB) sur la concentration molaire CB en hydroxyde de sodium dans la solution diluée (SB). Calcul effectué : CB = \f(CAVE;VB  Expression de l’incertitude composée de CB : \f(U(CB\s\up9(2= \f(U(CA\s\up9(2+ \f(U(VE\ s\up9(2+ \f(U(VB\s\up9(2 Donc U(CB) = CB  \f(U(CA\s\up9(2\f(U(VE\s\up9(2\f(U(VB\s\up9(2  Incertitude sur le volume VB mesuré à la pipette jaugée : Sur la pipette est indiquée par le constructeur une tolérance notée ±.... »