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Chimie Dosage des ions chlorure de l`eau de mer

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Spécialité
Thème 1 : L’eau - Eau et environnement
TP
Chimie
Dosage des ions chlorure de l’eau de mer – Salinité d’une eau
Chap.1
• Une caractéristique de l’eau de mer est bien sûr d’être salée. Le sel de mer est un composé dont le nom complet en
chimie est chlorure de sodium. Cette salinité est de l’ordre de 35 g/L pour la Manche, 37 g/L pour la Méditerranée
et 300 g/L pour la Mer morte.
• On peut obtenir de l’eau potable par dessalement de l’eau de mer.
• Le but est de déterminer la concentration en ion chlorure de l’eau de mer. Compte tenu de la forte valeur de la
concentration des ions, il faut d’abord procéder à une dilution de l’eau de mer par 10 pour ensuite la doser par
colorimétrie et par conductimétrie (lors d’une autre séance).
I. Dosage colorimétrique des ions chlorure
1. Dilution
1.1. A partir du matériel à votre disposition proposer une méthode pour réaliser la dilution.
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Faire valider par le professeur.
2. Précipitation des ions Ag+(aq)
Observation :
Observation :
Equation de la réaction de précipitation :
Equation de la réaction de précipitation :
3. Précipitation préférentielle
3.1. Avec quel ion, Cℓ-(aq) ou CrO42-(aq), les ions Ag+(aq) précipitent-ils en premier ?
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3.2. Quand apparaît le précipité rouge Ag2CrO4(s) ?
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4. Principe du dosage colorimétrique des ions chlorure par les ions argent
• On détermine la concentration C1 des ions chlorure à l’aide des ions argent de concentration C2 connue.
• Dans le bécher contenant la solution à doser, on introduit quelques mL d’une solution contenant des ions
chromate qui servent d’indicateur de fin de réaction.
• En effet lorsque la totalité des ions chlorure ont réagi avec les ions argent, ce sont les ions chromate qui
réagissent avec les ions argent et on voit apparaître un précipité rouge orangé.
• Le dosage est alors terminé, l’équivalence est atteinte c’est à dire que les réactifs sont dans les proportions
stœchiométriques.
Mode opératoire
• Remplir la burette de solution de nitrate d’argent de
concentration C2 = 0,10 mol.L-1. Chasser la bulle d’air et faire
le zéro.
• Introduire dans un bécher V1 = 10,0 mL de l’eau de mer
(solution de chlorure de sodium à doser), ajouter environ
1 mL de solution de chromate de potassium.
• Placer un papier blanc sous le bécher.
• Dosage: Il se forme un précipité jaune à cause du chromate
d’argent. L’équivalence est atteinte quand la coloration rouge
orangé persiste.
Verser la solution de nitrate d’argent et repérer l’équivalence.
• Réaliser un premier dosage rapide en versant la solution de
nitrate d’argent millilitre par millilitre jusqu’au changement
de couleur. Cela permet d’avoir un encadrement au millilitre
du volume équivalent.
• Réaliser un second dosage plus lent. Verser rapidement jusqu’à la zone de virage établie.
4.1. Noter le volume obtenu VE à l’équivalence.
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4.2. Ecrire l’équation de la réaction de dosage ainsi que la réaction de fin de dosage.
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4.3. Définir l’équivalence et expliquer brièvement comment la déterminer. En déduire la relation à l’équivalence.
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4.4. Calculer la concentration molaire volumique [Cℓ-(aq)] en ions chlorure. En déduire la concentration molaire
volumique de l’eau non diluée.
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4.5. Calculer le titre massique volumique t(Cℓ-(aq)) en ions chlorure de l’eau de mer non diluée.
Donnée : M(Cℓ) = 35,5 g.mol-1.
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4.6.
Mettre en œuvre un protocole pour déterminer la densité de l’eau de mer.
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4.7. Calculer la masse d’ions chlorure dissoute par kg d’eau de mer.
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Remarque : cette méthode est abandonnée depuis 1981 et remplacée par des mesures conductimétriques.
II. Dosage conductimétrique
• Données : Conductivité molaire ionique à 25°C en S m2 mol-1 : λCl- = 7,63 × 10-3 ;λAg+ = 6,19 × 10-3 ;
λNa+ = 5,01 × 10-3 ; λNO3- = 7,14 × 10-3
Principe
• Nous proposons de réaliser le dosage des ions chlorure dans l'eau de mer diluée 10 fois, par les ions argent en
effectuant un suivi conductimétrique. Pour cela, nous allons suivre l’évolution de la conductivité de la solution
en fonction du volume de solution de nitrate d’argent versé.
1. Réalisation du dosage
• Remplir la burette graduée avec la solution de nitrate d’argent.
• Introduire dans le bécher de 250 mL 10,0 mL de l’eau de mer diluée.
• Ajouter 100 mL d’eau distillée.
• Mettre en place un barreau aimanté et placer la cellule de conductimétrie dans
le bécher.
• Sous agitation magnétique, introduire progressivement la solution titrante de
nitrate d’argent et relever les valeurs de conductivités mesurées.
1.1. Rassembler les résultats dans un tableau et Regressi (Dans Regressi, Faire
CTRL + G puis s pour obtenir σ).
1.2. A l’aide de Regressi, tracer la courbe σ = f(VAg+).
2. Exploitation
2.1. Écrire l’équation de la réaction de dosage.
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2.2. Comment évoluent les espèces chimiques au cours du dosage ? (avant et après l’équivalence)
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2.3.
2.4.
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2.6.
2.7.
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Donner l’expression de la conductivité de la solution en fonction des espèces chimiques en solution.
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À partir des données ci-dessus, justifier l’allure de la courbe obtenue. (avant et après l’équivalence)
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Pourquoi faut-il faire le dosage conductimétrique sur un grand volume de solution ?
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Déterminer graphiquement le volume de solution de nitrate d’argent versé à l’équivalence ? Donner sa
valeur.
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Déterminer la concentration en ions chlorure de l’eau de mer. Comparer cette valeur à celle du dosage
précédent.
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