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titrage

Posté par
-Romane- 02-03-10 à 16:15

Bonjour, j'aimerais comprendre cet exercice, pourriez vous m'y aider?

On a réaliser le titrage conductimétrique suivant: titrer V0=20,0mL de solution S (qui contient de l'ammoniac et de la soude) à l'aide d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c=1,00.10-2 mol.L-1
On note c1 la concentration en hydroxyde de sodium
On note c2 la concentration en ammoniac
On donne les lambdas suivants (en mS.m².mol-1)
H3O+ : 34,77
NH4+  :7,35
Na+ : 5,01
HO- : 19,8
Cl- : 7,63
A)Interpreter l'allure de la courbe.
B)Déterminer c1 et c2

J'ai donc mesuré les conductances pour chaque volume de solution titrante versée (allant de 0mL à 25mL), celles ci vont de 0,12mS à 0,303mS.
La courbe de la conductance en fonction du volume V de solution titrante versée diminue jusqu'à V6mL puis remonte doucettement jusqu'à V=16mL où la courbe devient plus pentue (en montant). Malheureusement j'ai mal fais le titrage (que deux chiffres significatifs au départ et une stagnation de la conductivité entre 6 et 8mL d'où le V=6mL car tension pas bien remise à 1 V à chaque fois, bref je vais faire avec)

Le problème est que la solution titrée contient à la fois de l'ammoniac et à la fois de la soude, et que la courbe représente deux ruptures de type différent, alors où est l'équivalence?
Comment répondre aux questions A) et B)?

Merci d'avance

Posté par
-Romane-re : titrage 02-03-10 à 19:44

Il y aurait deux volumes équivalents?

Posté par
Marc35re : titrage 02-03-10 à 20:45

Bonsoir Romane,
A ma connaissance, la soude et l'ammoniac fournissent des ions OH- tous les deux.
Donc, au volume équivalent, les ions H3O+ ont neutralisé (ou consommé) tous les ions OH-.
Donc il n'y pas deux volumes équivalents puisqu'il s'agit de la "neutralisation" d'ions OH- par des ions H3O+, les ions OH- provenant de la soude et  de l'ammoniac, mais il n'est pas possible de les différencier (un ion OH-, c'est un ion OH-...).
Quant au changement de pente à partir de 16 mL, je peux te fournir une seule explication. Après l'équivalence, il reste des ions NH4+, Na+ et H3O+.
Les concentrations en NH4+ et Na+ diminuent parce que le volume augmente.
On a : \sigma\,=\,\lambda_{NH4^+}\,[NH4^+]\,+\,\lambda_{Na^+}\,[Na^+]\,+\,\lambda_{H_3O^+}\,[H_3O^+].
Juste après l'équivalence, \lambda_{NH4^+}\,[NH4^+]\,+\,\lambda_{Na^+}\,[Na^+]  n'est pas négligeable devant  \lambda_{H_3O^+}\,[H_3O^+]  parce que  [H_3O^+]  est faible.
Après, \lambda_{NH4^+}\,[NH4^+]\,+\,\lambda_{Na^+}\,[Na^+]  est petit devant \lambda_{H_3O^+}\,[H_3O^+]. Tout se passe comme si il n'y avait que  H_3O^+,  \lambda_{H_3O^+}  étant beaucoup plus élevée que les autres.

Je ne sais pas si c'est clair...

Posté par
-Romane-re : titrage 02-03-10 à 22:46

Quelle est l'équation de réaction ? Comme la solution S contient deux "choses" c'est un peu perturbant..
Comment sais tu que les ions OH- réagissent avec les ions H3O+?
Pourquoi après l'équivalence (soit donc V= 6mL environ?), il n'y a plus de Cl- et il y a encore les ions H3O+?
"Les concentrations en NH4+ et Na+ diminuent parce que le volume augmente." et la concentration en H3O+ ne fait pas de même?
Pourquoi la concentration en ions H3O+ est faible après l'équivalence?
Pourquoi le rapport de force entre lambdaNH4[NH4+]+lambdaNa+[Na+] et lambdaH3O+[H3O+] change? tu marques un changement avec "Après"?

Merci Marc

Posté par
-Romane-re : titrage 03-03-10 à 14:05

Posté par
Marc35re : titrage 03-03-10 à 20:38

Voilà bien des questions...

Citation :
Quelle est l'équation de réaction ? Comme la solution S contient deux "choses" c'est un peu perturbant..

Oui, tu as raison.
H3O+ + OH- 2 H2O
A l'équivalence, les ions OH- ont tous réagi avec des ions H3O+. Donc si on continue à ajouter des ions H3O+ , les H3O+  commencent à augmenter puisqu'ils n'ont plus de OH- pour réagir.
Il reste des Cl-, ceux du début parce les Cl- sont spectateurs, les Na+ aussi.

Posté par
Marc35re : titrage 03-03-10 à 20:48

Citation :
"Les concentrations en NH4+ et Na+ diminuent parce que le volume augmente." et la concentration en H3O+ ne fait pas de même?

Quand on continue à ajouter des H3O+, le volume augmente. La quantité d'ions Cl- et Na+ étant constantes (celles du début), leurs concentrations diminuent. La concentration en H3O+ ne fait pas de même parce que l'augmentation de volume est due à H3O+.
Citation :
Pourquoi la concentration en ions H3O+ est faible après l'équivalence?

A l'équivalence, la concentration en H3O+ est nulle, comme la concentration en OH-. Après l'équivalence, comme il n'y a plus de OH-, la concentration en H3O+ augmente peu à peu mais est faible juste après l'équivalence puisqu'elle part de 0 .
Citation :
Pourquoi le rapport de force entre lambdaNH4[NH4+]+lambdaNa+[Na+] et lambdaH3O+[H3O+] change? tu marques un changement avec "Après"?

Parce que [NH4+] et [Na+] diminuent tandis que [H3O+] augmente.

Posté par
Marc35re : titrage 03-03-10 à 21:55

Au début, on a :
\sigma_{init}\,=\,\lambda _{NH_4^+}\,c_2\,+\,\lambda _{Na^+}\,c_1\,+\,\lambda _{OH^-}\,(c_1\,+\,c_2)

\sigma_{init}\,=\,(\lambda _{NH_4^+}\,+\,\lambda _{OH^-})\,c_2\,+\,(\lambda _{Na^+}\,+\,\lambda _{OH^-})\,c_1

A l'équivalence :
\sigma_{init}\,=\,\lambda _{NH_4^+}\,c_2\,+\,\lambda _{Na^+}\,c_1

Système de 2 équations à 2 inconnues ==> on devrait pouvoir trouver c1 et c2.
Mais c'est , pas G. Donc il faut connaître la constante k du conductimètre.
G = k

Posté par
-Romane-re : titrage 04-03-10 à 18:46

"la soude et l'ammoniac fournissent des ions OH- tous les deux"
Mais l'ammoniac n'est pas un ion !

Je trouve ta technique dans ton dernier message compliquée, je connais les deux volumes équivalents grâce aux courbes. Donc on peut faire des tableaux d'avancement non?

Et j'étais partie la dessus : H3O++OH-->2H2O
et H3O++NH3->H2O+NH4+
qu'en penses tu?

Posté par
-Romane-re : titrage 04-03-10 à 19:02

et pourquoi dis tu qu'il reste des ions H3O+?
Dans la réaction H3O+ + OH- = 2H2O, tous les réactif s sont consommés non?

Posté par
-Romane-re : titrage 04-03-10 à 19:15

J'ai aussi écrit NH3 +H20 NH4+ + OH-
on pourrait penser que celle réaction se passe après
H3O+ + OH 2H2O
"en se servant de l'eau produite" ..?

Posté par
-Romane-re : titrage 04-03-10 à 19:18

Citation :
et pourquoi dis tu qu'il reste des ions H3O+?
Dans la réaction H3O+ + OH- = 2H2O, tous les réactif s sont consommés non?

OK : on continue d'en ajouter

Posté par
Marc35re : titrage 04-03-10 à 21:42

Citation :
J'ai aussi écrit NH3 + H20 NH4+ + OH-
on pourrait penser que celle réaction se passe après
H3O+ + OH- 2 H2O
"en se servant de l'eau produite" ..?

Ben non...L'ammoniac est déjà en solution. Dans les conditions normales, l'ammoniac est un gaz.

Posté par
Marc35re : titrage 04-03-10 à 21:49

Citation :
"la soude et l'ammoniac fournissent des ions OH- tous les deux"
Mais l'ammoniac n'est pas un ion !

Certes l'ammoniac n'est pas un ion mais il forme des ions ammonium NH4+ et des ions OH- en solution.
A mon avis, il n'y a pas deux volumes équivalents parce qu'on peut pas discerner les ions OH- qui proviennent de la soude et ceux qui proviennent de l'ammoniac.
(L'ammoniac en solution s'appelle l'ammoniaque)

Posté par
Marc35re : titrage 04-03-10 à 21:52

Citation :
et H3O+ + NH3 -> H2O + NH4+
qu'en penses tu?

Les  H3O+ ne peuvent pas réagir directement avec NH3 pa

Posté par
Marc35re : titrage 04-03-10 à 21:53

J'ai posté par accident...
Les  H3O+ ne peuvent pas réagir directement avec NH3 parce que NH3 est un gaz.

Posté par
-Romane-re : titrage 04-03-10 à 21:59

Ben dans un livre de chimie j'ai la phrase "en présence  d'acide chlorhydrique, l'ammoniac liquide NH3 se transforme en ions ammonium, et, dans la suite de l'exo il est écrit NH3(aq)..

Posté par
-Romane-re : titrage 04-03-10 à 22:00

Donc c'est peut être liquide aussi ici je pense

Posté par
Marc35re : titrage 05-03-10 à 20:15

Effectivement, la dissociation de NH3 en présence d'eau est faible.
Donc il semble bien qu'il y ait une réaction entre NH3 et HCl.
H3O+ + NH3 = NH4+ + H2O

Posté par
Marc35re : titrage 06-03-10 à 20:53

Bon, alors, je reprends suivant cette hypothèse...
Les deux réactions sont simultanées :
NaOH ==> H3O+ + OH- = 2 H2O
NH3  ==> H3O+ + NH3 = NH4+

nNaOH = n1 = c1V0
nNH3 = n2 = c2V0
Etat initial :
i = OH-[OH-] + Na+[Na+]
On ajoute HCl (nHCl = c VHCl)
= OH-[OH-] + Na+[Na+] + Cl-[Cl-] + NH4+[NH4+]
Il n'y a pas de H3O+ puisqu'ils ont réagi avec OH- et NH3. La concentration [OH-] a diminué et les NH4+ sont apparus. Je suppose que la moitié des ions H3O+ a réagi avec OH- et l'autre moitié avec NH3.
3$\sigma\,=\,\lambda_{(OH^-)}\,\frac{c_1V_0-\frac{c\,V_{HCl}}{2}}{V_0+V_{HCl}}\,+\,\lambda_{(Na^+)}\,\frac{c_1V_0}{V_0+V_{HCl}}\,+\,\lambda_{(Cl^-)}\,\frac{c\,V_{HCl}}{V_0+V_{HCl}}\,+\,\lambda_{(NH_4^+)}\,\frac{\frac{c\,V_{HCl}}{2}}{V_0+V_{HCl}}

Les OH- auront disparu quand :
3$c_1V_0\,=\,\frac{c\,V_{HCl}}{2}

3$c_1\,=\,c\,\frac{V_{HCl}}{2\,V_0}
VHCl correspond à la première rupture de pente (VHCl = 6 mL ? )

Qu'en penses-tu ?

Posté par
Marc35re : titrage 06-03-10 à 20:55

Petit oubli...

Citation :
NH3  ==> H3O+ + NH3 = NH4+

Il faut lire :
NH3  ==> H3O+ + NH3 = NH4+ + H2O
bien sûr...


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