Chapitre 6 : réaction acido-basique, titrage

Réactions acido-basiques (Afrique 2003) corrigé

1. Identification d'un indicateur coloré.

On dispose d'un flacon d'indicateur coloré avec comme seule indication sa concentration molaire : C₀ = 2,9.10^-4 mol.L^-1 .On mesure son pH: 4,18. On en déduit la concentration molaire en ions oxonium [H₃O⁺] = 6,6.10^-5 mol.L^-1.Le couple acide/base présent dans cet indicateur coloré sera noté HInd/Ind^–. La solution d'indicateur coloré a été préparée à partir de la forme acide de l'indicateur : HInd. L'équation de la réaction entre HInd et l'eau est : HInd + H₂O = Ind^– + H₃O⁺

1.1 En considérant un volume V=100 mL de solution d'indicateur, déterminer le taux d'avancement final de la réaction de l'acide HInd avec l'eau.Cet acide est-il totalement dissocié dans l'eau ? Justifier votre réponse.

1.2 Donner l'expression littérale de la constante d'acidité K_A de la réaction de l'acide HInd sur l'eau.

1.3 Les concentrations à l'équilibre permettent de calculer la constante d'acidité de la réaction : K_A=1,9.10^-5., calculer le pK_A du couple Hind/Ind^– et identifier l'indicateur à l'aide des données du tableau suivant :

Indicateur	Couleur acide	Zone de virage	Couleur basique	pKA
Hélianthine	Jaune orangé	3,1 – 4,4	Rouge	3,7
Vert de Bromocrésol	jaune	3,8 – 5,4	Bleu	4,7
Bleu de Bromothymol	jaune	6,0 – 7,6	Bleu	7,0
Phénolphtaléine	incolore	8,2 – 10,0	Fuschia	9,4

2. Dosage d'une solution d'acide chlorhydrique concentrée.

Dans le laboratoire d'un lycée, on dispose d'un flacon d'une solution d'acide chlorhydrique concentrée où est notée sur l'étiquette l'indication suivante : 33% minimum en masse d'acide chlorhydrique. On appellera cette solution S₀. On veut connaître la concentration molaire c₀ de cette solution.

Première étape :On dilue 1000 fois la solution S₀ . On obtient alors une solution S₁ de concentration C₁.

Deuxième étape : On prélève précisément un volume V₁=100,0 mL de solution S₁. On dose par conductimétrie la solution S₁ par une solution titrante d'hydroxyde de sodium de concentration C_B= 1,00.10^-1 mol.L^-1. La représentation graphique de la conductance de la solution en fonction du volume V de solution titrante versé est donnée dans l'annexe 2, document n°1.

2.1 On ajoute la solution d'hydroxyde de sodium pour doser la solution S₁. Écrire l'équation de la réaction acido-basique.

2.2 Déterminer graphiquement, sur le document n°1 de l'annexe 2, le volume versé V_E à l'équivalence.

2.3 A l'équivalence, écrire la relation existant entre C₁, C_B, V_E et V₁ et calculer la concentration molaire C₁ de la solution d'acide chlorhydrique diluée S₁.

2.4 En déduire la concentration molaire C₀ de la solution d'acide chlorhydrique concentrée S₀.

2.5 Calculer la masse m₀ d'acide chlorhydrique (H₃O⁺ _aq + Cl^- _aq ) dissous dans un litre de solution. On donne la masse molaire de l'acide chlorhydrique M= 36,5 g.mol^-1.

2.6 La solution S₀ a une masse volumique ρ₀ = 1160 g.L^-1. Le pourcentage massique de la solution S₀ représente la masse d'acide chlorhydrique dissous dans 100 g de solution. Calculer le pourcentage massique de la solution S₀. L'indication de l'étiquette du flacon de solution d'acide chlorhydrique concentrée est-elle correcte ?

2.7 Une simulation du dosage par suivi pH-métrique de la solution S₁ est donnée dans l'annexe 2, document n°2. Sur le document n°2, indiquer la la couleur de la solution ainsi que l’espèce chimique prédominante de l’indicateur coloré.

2.8 Dans la liste donnée à la question 1.3, y-a-t-il un indicateur coloré mieux adapté pour repérer l'équivalence du dosage ? Justifiez votre réponse.

Attention : L’annexe 2 est à rendre avec votre copie.

Annexe 2 : À rendre avec la copie

Document n°1 : Dosage de la solution diluée d'acide chlorhydrique S₁ par conductimétrie

Document n°2 : Simulation du dosage de la solution diluée d'aide chlorhydrique S₁ par pHmétrie

	Document 2 Document 1