Dosage par titrage d’une solution
Comprendre le Dosage par titrage d’une solution
Le titrage est une méthode analytique utilisée pour déterminer la concentration d’une solution en réagissant avec une solution de concentration connue. Dans cet exercice, on cherche à déterminer la concentration d’une solution d’acide chlorhydrique (HCl) en la titrant avec une solution de soude (NaOH) de concentration connue.
Énoncé et données:
On prélève 25,00 mL d’une solution d’HCl de concentration inconnue et on la titrera avec une solution de NaOH de concentration 0,1000 mol·L⁻¹.
Le volume de NaOH nécessaire pour atteindre le point d’équivalence est mesuré à 30,00 mL.
Questions:
1. Écrire l’équation de la réaction entre HCl et NaOH.
2. Calculer le nombre de moles de NaOH utilisées lors du titrage.
3. Déterminer le nombre de moles de HCl présentes dans l’aliquote titrée.
4. Calculer la concentration de la solution d’HCl.
Correction : Dosage par titrage d’une solution
1. Équation de la réaction entre HCl et NaOH
On dispose d’une solution d’acide chlorhydrique (HCl) de concentration inconnue.
On prélève 25,00 mL de cette solution, puis on la titre avec une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH) de concentration 0,1000 mol·L⁻¹.
Le volume de NaOH nécessaire pour atteindre le point d’équivalence est de 30,00 mL.
La réaction de neutralisation est :
\[ \text{HCl}(aq) + \text{NaOH}(aq) \rightarrow \text{NaCl}(aq) + \text{H}_{2}\text{O}(l) \]
Nous devons déterminer la concentration de la solution d’HCl à partir de ces données.
2. Calcul du nombre de moles de NaOH utilisées
Pour connaître la quantité de matière (en moles) de NaOH qui a réagi, on utilise la concentration molaire de la base et le volume qu’on a versé jusqu’au point d’équivalence. La relation générale est :
\[ n = C \times V \]
où :
- \(n\) est le nombre de moles (en mol),
- \(C\) est la concentration (en mol·L\(^{-1}\)),
- \(V\) est le volume de la solution (en L).
Formule:
\[ n(\text{NaOH}) = C(\text{NaOH}) \times V(\text{NaOH}) \]
Données:
- Concentration de la solution de NaOH : \(C(\text{NaOH}) = 0{,}1000\ \text{mol·L}^{-1}\).
- Volume de NaOH versé : \(V(\text{NaOH}) = 30{,}00\ \text{mL}\).
Pour effectuer le calcul en L, on convertit :
\(30{,}00\ \text{mL} = 0{,}03000\ \text{L}\).
Calcul:
\[ n(\text{NaOH}) = 0{,}1000\ \text{mol·L}^{-1} \times 0{,}03000\ \text{L} \] \[ n(\text{NaOH}) = 0{,}003000\ \text{mol} \]
Résultat : \(n(\text{NaOH}) = 0{,}003000\ \text{mol}\).
3. Calcul du nombre de moles de HCl présentes dans l’aliquote titrée
L’équation de réaction \(\text{HCl} + \text{NaOH} \to \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}\) montre qu’il y a autant de moles de HCl que de moles de NaOH pour la neutralisation complète (rapport stœchiométrique 1:1).
Au point d’équivalence, le nombre de moles de HCl présentes dans l’échantillon de 25,00 mL est donc égal au nombre de moles de NaOH utilisées.
Formule:
\[ n(\text{HCl}) = n(\text{NaOH}) \]
Données:
- \(n(\text{NaOH}) = 0{,}003000\ \text{mol}\) (calcul précédent).
Calcul:
\[ n(\text{HCl}) = 0{,}003000\ \text{mol} \]
Résultat : \(n(\text{HCl}) = 0{,}003000\ \text{mol}\).
4. Calcul de la concentration de la solution d’HCl
La concentration molaire de HCl, \(C(\text{HCl})\), se définit par la relation :
\[ C = \frac{n}{V} \]
où :
- \(n\) est le nombre de moles de soluté (ici, HCl),
- \(V\) est le volume total de la solution contenant ces moles (en L).
Ici, nous savons que les \(0{,}003000\) mol de HCl se trouvent dans un volume de \textbf{25,00 mL} de la solution d’HCl. Pour exprimer la concentration en mol·L\(^{-1}\), on convertit 25,00 mL en litres.
Formule:
\[ C(\text{HCl}) = \frac{n(\text{HCl})}{V(\text{HCl})} \]
Données:
- \(n(\text{HCl}) = 0{,}003000\ \text{mol}\).
- Volume de l’aliquote d’HCl titrée : \(25{,}00\ \text{mL} = 0{,}02500\ \text{L}\).
Calcul:
\[ C(\text{HCl}) = \frac{0{,}003000\ \text{mol}}{0{,}02500\ \text{L}} \] \[ C(\text{HCl}) = 0{,}1200\ \text{mol·L}^{-1} \]
Résultat : \(C(\text{HCl}) = 0{,}1200\ \text{mol·L}^{-1}\).
Ainsi, la solution d’acide chlorhydrique initiale a une concentration de 0,1200 mol·L⁻¹.
Dosage par titrage d’une solution
D’autres exercices de chimie générale:
0 commentaires