Transcript aide sur le dosage en retour

Spécialité physique thème eau
S7
Titrage direct et titrage indirect
a) Titrage direct :
Lors d'un titrage direct la réaction chimique utilisée met en jeu, au moment de l'équivalence,l'espèce chimique dont on
veut déterminer la concentration et le réactif titrant.
La réaction servant de support à un titrage direct doit obéir aux critères suivants:
• être quasi totale,
• être rapide,
• ne pas être en compétition avec une autre réaction,
• permettre la détermination de l'équivalence.
Exemple:
La réaction entre le diiode I2 et les ions thiosulfate S2O32- obéit à ces
critères.On peut montrer, pour chaque
cas concret, son caractère quasi total,grâce à sa constante d'équilibre
(K = 5.1015).
Elle est rapide : chaque goutte de réactif titrant ajoutée réagit au
moment même du mélange.Il n'y a pas de réaction concurrente.
L'équivalence correspond à l'apparition d'une couleur bleue en
présence de Thiodène®.
b) Titrage indirect :
Lors d'un titrage indirect, l'espèce chimique dont on cherche à
déterminer la concentration n'intervient pas lors de
l'équivalence.
Exemple:
On ne peut pas titrer des ions hypochlorite ClO- avec les ions
thiosulfate S2O32-car plusieurs réactions sont
en compétition : production de S4O62-, de SO42-...
On ne peut pas non plus utiliser la réaction des ions hypochlorite
ClO- avec les ions iodure I-car la détermination de l'équivalence est
impossible de par l'absence de changement de couleur.
Le titrage des ions hypochlorite ClO- va donc mettre en jeu, dans
une première étape,la réaction entre les
ions ClO- et un excès d'ions I-.
Le diiode formé est ensuite titré par les ions S 2O32-, réaction connue
pour posséder toutes les qualités
requises pour un titrage.Le titrage des ions ClO- est de ce fait
indirect puisque,au moment de l'équivalence
(réaction entre I2 et S2O32-), les ions ClO- n'interviennent pas.
La détermination de la quantité de matière d'ions ClO - est facilitée
par une représentation schématique(voir
doc. 2).
Principe général
Considérons l'équation aA + bB →cC + dD
A est l'espèce dont on veut connaître la concentration. On ne connaît pas de méthode directe pour titrer l'espèce A.
On va donc effectuer un titrage indirect.
On va introduire une espèce B en excès qui va réagir avec A, de façon à ce que A soit entièrement consommé.
Ensuite selon la réaction, on va faire un titrage direct de l'espèce B restante, ou des espèces C et D
Équation chimique
aA
+ bB
→ cC
+
dD
État
Avancement
EI
0
nA (inconnu)
nB (en excès)
0
0
En cours
x
nA - a.x
nB - b.x
c.x
d.x
EF
x = xmax
nA - a.xmax = 0
nB (restant) = nB - b.xmax nC (formé) = c.xmax
d.xmax
Si on titre B restant, on a alors nB (restant) = nB - b.xmax et nA - a.xmax = 0 soit xmax = nA/a
on en déduit nB (restant) = nB - b.nA/a
Par transposition, on a alors nA = a ( nB - nB (restant))/b
Si on titre C, on a alors xmax = nA/a et nC (formé) = c.xmax soit xmax = nC (formé)/c
on en déduit nA/a = nC (formé)/c soit nA = a.nC (formé)/c
Exemple traité en Tp cette année : titrage indirect des ions ClO -.
Il n'y a pas de méthode directe pour titré ClO -. On fait donc réagir cet ions avec l'ion I- en excés selon l'équation :
ClO - (aq) + 2 H+(aq) + 2 I - (aq) = I2 (aq) + Cl - (aq) + H2O ( l )
On en déduit n( ClO -) = n(I2)formé .
on titre ensuite I2 avec l'ion thiosulfate selon l'équation :
2 S2O3 2- (aq) + I2 (aq) → 2 I - (aq) + S4 O6 2- (aq)
A l'équivalence on a donc :
ni (I 2)formé =
ni (CLO − )formé =
On en déduit donc
n(S2 O23 − )versés
2
n(S 2 O
2−
3
versés
)
2
=
=
[S2 O23 − ]×V E
[S 2 O
2−
3
2
]×V E
2
Autre exemple : titrage indirect de la vitamine C : C6H8O6
On fait d'abord réagir la vitamine C avec du diiode en excès selon l'équation :
I2 + C6 H8O6
→
2I- + C6 H 6 O 6
le diiode restant est titré avec l'ion thiosulfate selon l'équation :
2 S2O3 2- (aq) + I2 (aq) → 2 I - (aq) + S4 O6 2- (aq)
A l'équivalence on a donc :
ni (I 2)restant =
n(S2 O23 − ) versés
2
=
[S2 O23 − ]×VE
2
Dans le principe général, on avait écrit que nA = a ( nB - nB (restant))/b
Appliqué à ce cas , cela donne n(C6H8O) = ni(I2) – n(I2) restant
soit
n(C8 H8 O6)=n i (I2 )−
[S 2 O 23 − ]×VE
2