Chimie bac STL biologie, génie biologique 2008. dosage de l'ion chlorure d'une eau minérale par la méthode de Mohr.

On souhaite déterminer la concentration molaire C1 en ions chlorures d'une eau du robinet. Pour cela on dose un volume V1 =250 mL de cette eau contenant des ions chlorures Cl- à l'aide d'une solution de nitrate d'argent (Ag+ + NO3-) de concentration C2 = 2,5 10-2 mol/L en présence d'un indicateur coloré de fin de réaction. On observe d'abord la formation d'un précipité blanc puis on constate le virage de l'indicateur coloré ( rouge brique) pour un volume de solution de nitrate d'argent versé V2 = 4,5 mL. Titrage des ions chlorures d'une eau du robinet. Ecrire l'équation de la réaction de titrage entre les ions argent Ag+ et les ions chlorure Cl-. Ag+ + Cl- = AgCl(s). Ecrire la relation entre les concentrations C1 et C2 et les volumes V1 et V2 à l'équivalence. Quantité de matière (mol) = volume (L) * concentration (mol/L) Quantité de matière d'ion chlorure : nCl-= V1C1. Quantité de matière d'ion argent : nAg+= V2C2. D'après les coefficients stoechiométriques de l'équation ci dessus : nCl-=nAg+. V1C1=V2C2. Calculer la valeur de la concentration C1. C1=V2C2/V1. C1 = 4,5 10-3 * 2,5 10-2 / 0,25 =4,5 10-4 mol/L. Solubilité du chlorure d'argent. Ecrire l'équation de dissolution du chlorure d'argent dans l'eau pure. AgCl(s) = Ag+ + Cl- . Exprimer en fonction de la solubilité s1 les concentrations en ion chlorure et en ion argent de la solution saturée : La solution est électriquement neutre : [Cl-]=[Ag+]=s1. Exprimer le produit de solubilité Ks1 en fonction de s1. Ks1 = [Cl-][Ag+]=s12. Calculer s1 si Ks1 = 1,5 10-10. s1 = (1,5 10-10)½ =1,2 10-5 mol/L. A propos de l'indicateur coloré. L'indicateur coloré est une solution de chromate de potassium contenant des ions chromates CrO42- de couleur orange et des ions potassium K+ incolores. On souhaite étudier son rôle dans ce titrage. On considère que les quelques gouttes de solution d'indicateur versées ne modifient pas notablement le volume du mélange. Ecrire l'équation de dissolution du chromate d'argent dans l'eau. Ag2CrO4 (s) =CrO42- + 2Ag+. Calculer la valeur de la concentration maximale en ion argent [Ag+]max à partir de laquelle il y a précipitation du chromate d'argent en considérant que la Concentration en ion chromate CrO42- a pour valeur [CrO42-]= 1,0 10-3 mol/L. Produit de solubilité du chromate d'argent Ks2 =1,5 10-12. Ks2 =[CrO42-][Ag+]2max ; [Ag+]max = (Ks2 /[CrO42-] )½ = (1,5 10-12 / 1,0 10-3)½ ; [Ag+]max =(1,5 10-9)½ =3,9 10-5 mol/L. Cette méthode de titrage, dite de Mohr donne t-elle une valeur de la concentration C1 par défaut ou par excès ? Justifier. La solubilité du chlorure d'argent dans l'eau pure est égale à 1,2 10-5 mol/L, valeur inférieure à [Ag+]max. A l'équivalence la concentration en ion argent est 1,2 10-5 mol/L : Ks2 n'étant pas atteint, le chromate d'argent ne précipite donc pas. En ajoutant une ou deux gouttes supplémentaires de nitrate d'argent, la concentration en ion argent augmente ; dès que celle-ci atteint [Ag+]max, le chromate d'argent précipite. Le volume V2 de nitrate d'argent versé est donc un peut supérieur au volume équivalent Véq. C1=V2C2/V1 : C1 est donc un peu supérieure à la valeur réelle.

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