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Une opération de titrage permet de déterminer la concentration d'une espèce en solution. Pour ce faire, on met en contact une première solution contenant l'espèce de concentration inconnue, c'est la solution titrée, avec une deuxième solution contenant un réactif de concentration connue, la solution titrante.
La solution titrante est versée progressivement dans la solution titrée jusqu'à obtention du point d'équivalence. A ce moment, les deux réactifs sont mélangés en proportions stoechiométriques ce qui permet de déduire la concentration inconnue.
Acide fort - base forte
Un acide fort est un acide dont la réaction avec l'eau est totale : AH + H2O --> A- + H3O+
Une base forte est une base dont la réaction avec l'eau est totale : B + H2O --> BH+ + OH-
Réalisation d'un dosage acide fort - base forte
Principe
On réalise une réaction entre un acide fort et une base forte et on cherche l'équivalence acido-basique, c'est-à-dire le moment où la quantité d'ions H3O+ est égale à la quantité d'ions OH-.
La fenêtre d'animation représente votre solution titrée. Elle contient 100 molécules d'eau mélangées à une quantité d'ions H3O+ de votre choix (curseur vol-acid).
Vous pouvez ajouter au moment où vous le souhaitez (bouton "ajoutez base"), une quantité d'ions OH- de votre choix (curseur vol-base).
Quelles sont les valeurs minimales et maximales de pH de ce modèle ? Comment pourriez-vous les faire évoluer ?
Pourquoi ne voit-on pas les molécules d'acide et les molécules de base mais simplement des ions H3O+ et OH- ?
La réaction entre ions hydroxydes et ions hydroniums est-elle modélisée en proportions stoechiométriques ?
Activité 2 : paramètres du titrage
Qu'observez-vous dans la solution lorsque n(H3O+) < n(OH-) ?
Qu'observez-vous dans la solution lorsque n(H3O+) > n(OH-) ?
Quelle est la valeur du pH lorsque n(H3O+)=n(OH-) ? Qu'observez-vous dans la solution ? A quel moment du dosage cela correspond-il ?
Choisissez vol-acid = 50. Réaliser trois courbes de dosage avec une quantité vol-base respectivement égale à 20, puis 10, puis 5. Vous pouvez jouer sur la vitesse de réaction pour stabiliser le pH plus rapidement. N'oubliez pas d'enregistrer la valeur initiale du pH.
Quel est l'effet des différentes quantités sur la courbe de titrage ? Que concluez-vous par rapport aux quantités de base à utiliser ?
Activité 3 : réalisation du titrage d'une solution inconnue
En vous aidant des points mis en évidence dans l'activité 2, réaliser la courbe de titrage de la solution :
Notez les quantités de base introduites pour les différentes valeurs de pH.
Trouvez le point d'équivalence sur la courbe.
Déterminer la concentration de l'acide.
Réalisation expérimentale du dosage
Réaliser le dosage d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration inconnue par de la soude à 0,10 mol/L. D'après vos manipulations sur le modèle Netlogo, à quoi faut-il faire particulièrement attention ?