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Problème conductimétrie
Bonjour à tous,
J'ai quelques difficultés sur un sujet de chimie, donc je viens vous demander de l'aide.
Merci à ceux qui passerons !
Voici le sujet ( raccourci ) :
Titrage des ions chlorures
L'eau du robinet contient des espèces minérales dissoutes et notamment des ions chlorures Cl-(aq). La législation française fixe à 200 mg.L-1 la concentration massique maximale en ions chlorure d'une eau déstinée à la consommation.
Objectif :
Déterminer la concentration massique en ions chlorure Cl-(aq) de l'eau de robinet en utilisant la réaction de précipitation des ions Cl-(aq) avec les ions Ag+(aq). Le précipité blanc ( qui noircit à la lumière ) formé est le chlorure d'argent : AgCl(s). La réaction est suivie en déterminant la conductivité.
Donnée :
- Solution de nitrate d'argent (Ag+(aq)+NO-3(aq)) de concentration C2=1,0.10-2mol.L-1
- Volume d'eau du robinet V1= 200mL
- Volume de nitrate d'argent V2= 25mL
- Masse molaire du chlore : M(Cl)=35,5g.mol-1
- Conductivités molaires ioniques :
-
(Ag+)=61,9.10-4 S.m².mol-1
-
(NO-3)=71,4.10-4 S.m².mol-1
-
(Cl-)=76,3.10-4 S.m².mol-1
Questions :
1. Ecrire l'équation de réaction du dosage. Définir l'équivalence, puis écrire la relation entre les quantités de matière des réactifs lorsque l'équivalence est atteinte.
2. Faire le schéma du dispositif de dosage.
3. Tracer le graphe
=f(V2).
4. En négligeant la dillution, expliquer comment évolue la concentration des différentes espèces ioniques avant, puis après l'équivalence.
5. Donner l'expression de
en fonction des concentrations molaires des ions. Justifier l'existence de deux droites sur le graphe.
6. Comment peut on repérer l'équivalence sur ce graphe ? Quel est la valeur du volume V2E versé à l'équivalence ? Calculer la quantité de matière d'ions chlorure contenus dans V1=200mL d'eau du robinet. Déterminer la valeur de la concentration molaire en ions chlorure, puis la concentration massique t(Cl- de l'eau dosée.
7. Cette eau est-elle conforme à la législation ?
Pour ce qui est de mon travail, j'ai :
- Fait le tableau de la conductivité pour chaque ajout de nitrate d'argent ( 25 mesures ).
- Répondu aux questions :
1. Ag++Cl-
AgCl
A l'équivalence, les réactifs sont dans les proportions stoechiométriques.
[ Tableau de signe ]
ni(Ag+)=C2xV2=1,0.10-2 x 25.10-3= 2,5.10-4
Par contre je n'arrive pas a voir la quantité de matière de Cl- car je ne dispose que de la masse molaire et d'un volume ( V1). Je n'ai donc pas pu définir le xeq.
2. J'ai fait mon schéma.
3. J'ai tracé la courbe.
4. Avant l'équivalence, la concentration des espèces ioniques diminue, et augmente après.
5. Ions présents : Ag+ ; Cl-; No-3
Ions spectateur : No-3
(Ag+).[Ag+] + (Cl-).[Cl-] + (No-3).[No-3]
Je ne vois pas comment justifier l'existence des deux portions de droite.
6.On repère xeq sur le graphe à l'intersection des deux portions de droite.
Je ne me suis pas encore attardé sur la suite de la question.
7. Il faut la réponse de la questions précédentes pour conclure.
Bref, je suis complétement bloqué à la question 1. à cause de ni(Cl-) et à la 5. pour les portions de droite.
Merci de votre aide !
à l'équivalence ,
n(Cl-)=n(Ag+)versés
[Cl-]*V1 = [Ag+]*V2eq
V1 ,[Ag+] sont connus
V2eq est déterminé graphiquement
[Cl-] est ce qu'on cherche
négliger la dilution signifie que l'on néglige V2 devant V1.
Le volume peut être considéré comme constant.
La variation de conductivité sera due aux espèces nouvelles introduites ou /et à la disparition d'espèces existantes.La part de conductivité due aux ions dont la qté de matière ne change pas ,est constante.
Il faut envisager deux situations
avant l'équivalence :
des ions Cl- réagissent avec tous les ions Ag+ introduits
la qté de matière de Cl- diminue ,dons [Cl-] diminue
des ions NO3- apparaissent et leur concentration augmente au fur et à mesure que V2 augmente
après l'équivalence
il n' y a plus de Cl-
la concentration des ions Ag+(quasi nulle avant l'équivalence) va progressivement augmenter .
La concentration en NO3- va continuer à augmenter
la conductivité de la solution peut s'exprimer sous la forme
=
i *Ci
=i *Ci(des espèces dont la concentrations dépend de V2) + i *Ci (des espèces indépendantes de V2)soit
=i *Ci (des espèces dépendant de V2 ) +K
K étant un terme constant
pour les deux mises en équation ,il faut exprimer les concentrations qui varient sous la forme n/V V étant le volume total invariable
n sera exprimé en fonction de V2 (la variable)
Dans le premier cas n(Cl-) et n(NO3-) varient
dans le deuxième cas n(Ag+) et n(NO3-) varient
en regroupant les termes constants on doit aboutir à une expession de la forme =-a*V2 +b avant l'équivalence et de la forme =a'*V2 +b' après l'équivalence
les termes constant b et b' contiennent entre autre la part de conductivité( k =constante )due aux ions dont la qté de matière ne varie pas.
Merci de votre aide, j'ai rendu mon devoir lundi dernier avant de voir vos réponse, j'ai trouver la solution, j'ai seulement perdu des points sur les questions 4 et 5 pour l'argumentation.
Au final je trouve que l'eau contient 34mg.L-1 d'ions chlorure, ainsi, l'eau du robinet des salles de physique de mon lycée sont conformes à la législation ( je pense pas que ce soit le cas à la cantine hihi ).
Merci encore !
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