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Chlorinité ; potentiométrie ; quel précipité apparaît en premier ? En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptés à vos centres d’intérêts. |
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Protocole : On prélève 15mL d'un échantillon d'eau de mer et on y ajoute 0,5 mL de chromate de potassium K2CrO4 (0,4 mol/L). On titre avec du nitrate d'argent constituée de 37,1g de AgNO3 dans 1L d'eau distillée. 1L d'eau de mer contient 20 g d'ion chlorure. Données : Masse atomique molaire : N : 14 ; O : 16 ; Cl : 35.5 ; Ag :107.9 g/mol Ks1(AgCl blanc)=2 10-10 ; Ks2(Ag2Cr04 rouge=10-12 ; Ks3 (AgBr blanc) =5 10-13 ; Ks4 (AgOH brun)= 2 10-8 pKa (HCr04-/Cr042-=6,5 (première acidité forte) Justifier que AgCl précipite avant Ag2Cr04 : AgCl(s) = Ag+ + Cl- ; Ks1 = [ Ag+ ][ Cl- ] avec [ Cl- ]initial = 20/35,5 = 0,563 mol/L AgCl commence à précipiter dès que [ Ag+ ] = Ks1 / [ Cl- ]initial =2 10-10 / 0,563 = 3,5 10-10 mol/L Ag2CrO4(s) = 2Ag+ + Cr042-; Ks2 = [ Ag+ ]2[ Cr042- ] avec [ Cr042- ]initial =0,5*0,4/(15+0,5) = 1,29 10-2 mol/L Ag2CrO4 commence à précipiter dès que [ Ag+ ] =[ Ks2 / [ Cr042- ]initial ]½=[ 10-12 / 1,29 10-2 ]½ = 8,8 10-6 mol/L AgCl précipite donc en premier. Calcul de concentration de Cl- quand Ag2CrO4 commence à précipiter : Ks1 = [ Ag+ ][ Cl- ] [ Cl- ] = Ks1/ [ Ag+ ]= 2 10-10 /8,8 10-6 = 2,3 10-5 mol/L.
Montrer que AgOH ne
précipite pas. AgOH (s) = Ag+ + HO- ;
Ks4 = 2 10-8 Ks4
=[Ag+][HO-]
avec [HO-] = 10-6
mol/L,à 25°C. AgOH précipite dès que
[Ag+]= Ks4 /
[HO-]
=2 10-2
mol/L. pKa (HCr04-/Cr042-)=6,5 pH= pKa + log ([Cr042-] / [HCr04-] ) log ([Cr042-] / [HCr04-] ) = pH-pKa = 8-6,5 = 1,5 [Cr042-] / [HCr04-] = 101,5 = 31,6 [Cr042-] = 31,6 [HCr04-]. L'échantillon de 15 mL a une masse de 15,3 g ; le volume équivalent Ve de AgNO3 vaut Ve =37,8 mL Justifier que la présence des ions Br- ne permet pas de connaitre la concentration en Cl- mais seulement la concentration totale Br-+Cl- AgBr(s) = Ag+ + Br- ; Ks3 = [ Ag+ ][ Br- ] = 5 10-13. Si [ Br- ] est de l'ordre de 0,01 mol/L alors AgBr précipite dès que : [ Ag+ ] = Ks3 /[ Br- ] = 5 10-13 / 0,01 = 5 10-11 mol/L or AgCl commence à précipiter dès que [ Ag+ ] = Ks1 / [ Cl- ]initial =2 10-10 / 0,563 = 3,5 10-10 mol/L Les ions bromure et chlorure précipitent en même temps. Calculer cette concentration totale ,en deduire chlorinité de la solution. "On titre avec du nitrate d'argent constituée de 37,1 g de AgNO3 dans 1L d'eau distillée". masse molaire AgNO3 : M= 107,9+14+48 = 169,9 g/mol d'où [Ag+]= 37,1/169,9 = 0,218 mol/L. n(Ag+) = 0,218 Ve = 0,218 *37,8 10-3 = 8,25 10-3 mol. d'où n(Br-+Cl-) = 8,25 10-3 mol dans 15 mL de solution. [Br-+Cl-] =8,25 10-3 /15 10-3 = 0,55 mol/L. La chlorinité détermine la masse d'halogénures (à l'exception du fluor). Elle est exprimée en gramme de chlore par kilogramme d'eau de mer. 0,55 *35,5 = 19,5 g/L. masse volumique de l'eau de mer : " L'échantillon de 15 mL a une masse de 15,3 g" r = 15,3/15 = 1,02 kg /L chlorinité : 19,5 / 1,02 = 19,1.
On peut aussi faire un suivi potentiomérique : Quelle grandeur suit-on ? On mesure la différence de potentiel entre une électrode d'argent et une électrode de référence. Expressions littérales de cette grandeur. On notera : Cc concentration de l'ion chlorure Cl- (Br- negligeable) Vc le volume de l'échantillon C concentration des ions Ag+ V le volume de AgNO3 versé E°(Ag+/Ag ) potentiel standard Ag+/Ag . E= E°(Ag+/Ag ) + 0,06 log [Ag+] Quantité de matière initiale d'ion chlorure : CcVc volume total : Vc + V Quantité de matière d'ion chlorure en cours du dosage : CcVc - CV d'où [Cl-] = (CcVc - CV) / (Vc + V ) Or : Ks1 = [ Ag+ ][ Cl- ] soit : [ Ag+ ]= Ks1 / [ Cl- ] [ Ag+ ]= Ks1 (Vc + V ) / (CcVc - CV)
E= E°(Ag+/Ag ) + 0,06 log [ Ks1 (Vc + V ) / (CcVc - CV)].
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