Titrage complexométrique
SOS !! Je ne comprend pas cet exercice !!
L'énoncé paraît long, mais les questions sont courtes, en gras à la fin.
La dureté d'une eau est définie par sa concentration en ions calcium et magnésium, C=[Ca 2+] + [Mg 2+ ] ; elle s'exprime en degré hydrotimétrique, noté D et exprimé en °TH (D(°TH)=10 C si C est exprimé en mmol).
Une méthode pour déterminer la dureté d'une eau consiste à réaliser un titrage complexométrique, qui fait intervenir des espèces chimiques appelées complexes (= édifice chimique constitué d'un atome ou d'un cation central auquel sont liés des molécules ou des ions, appelés ligands).
La méthode proposé utilise l'EDTA qui est un ligand incolore et qui sera noté Y 4- par la suite. Les ions calcium et magnésium forment tous les eux un complexe incolore avec l'EDTA, selon les équations chimiques suivantes :
Ca2+ + Y 4- --> [CaY]2-
Mg 2+ + Y 4- --> [MgY] 2-
Les complexes étant incolores, il faut utiliser un indicateur de fin de réaction, le NET (noir ériochrome T), qui sera noté Ind. Dans une solution dont le pH est voisin de 9, le NET est bleu. Avec les ions calcium ou magnésium, le NET forme un complexe de couleur rose violacé selon les équations de réaction suivantes :
Ind + Ca 2+ --> [Ca(Ind)] 2+
Ind + Mg 2+ --> [Mg(Ind)] 2+
Le principe de titrage est le suivant :
- on introduit une prise d'essai de volume connu d'eau à titrer dans une solution dont le pH est voisin de 9 ; on ajoute alors très peu de NET. Le mélange prend une teinte rose violacé en raison de la formation des complexes [Ca(Ind)]2+ et [Mg(Ind)] 2+ .
- On ajoute ensuite progressivement la solution titrante d'EDTA au mélange, à l'aide d'une burette graduée. Il y a formation des complexes incolores : [CaY] 2- et [MgY] 2-.
- A l'équivalence, lorsque tous les ions calcium et magnésium ont été consommées, l'EDTA réagit avec les complexes [Ca(Ind)] 2+ et [Mg(Ind)] 2+ selon les réactions d'équations :
[Ca(Ind)]2+ + Y 4- --> [CaY] 2- + Ind
[Mg(Ind)] 2+ + Y 4- --> [MgY] 2- + Ind
Le titrage est réalisé avec 10,0mL d'eau minérale. la solution d'EDTA utilisée a une concentration de 2,5.10-3 mol/L. Le volume de solution versé à l'équivalence est Véquiv= 11,2 mL.
1- Précisez la couleur du mélange avant et après l'équivalence.
2- S'agit-il d'un titrage direct ou indirect? Précisez quelles sont les équations de titrage utilisées.
3- Est-il possible par cette méthode de connaître la concentration en calcium ou en magnésium d'une solution ?
4- Calculer C=[Ca 2+] + [Mg 2+] pour l'eau analysée. En déduire son degré hydrotimétrique D.
5- L'étiquette de l'eau analysée indique une concentration en ions calcium égale à 106 mg/L et une concentration en ions magnésium égale à 3.8 mg/L. Les résultats obtenus par titrage sont-ils conformes à ces indications ?Données : M(Ca)= 40,1 g/mol ; M(Mg)= 24,3 g/mol
J'ai déjà quelques petites idées sur les 1ères questions, mais je ne m'en sort pas et je m'embrouille pour justifier tout ça...
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