Dosage pH-métrique avec double saut de pH

[invitee17d42ae]

Bonsoir,

J'aurais besoin d'aide concernant des calculs de concentrations ... Banal me direz-vous, oui, mais là, je sèche ... totalement.

Le TP était un dosage pH-métrique d'un mélange d'acide phosphorique (H₃PO₄) et d'acide sulfurique (H₂SO₄) par une solution étalonnée d'hydroxyde de soude (NaOH)

On sait que :
C_NaOH = 0,099652 mol.L^-1 (déterminé lors de l'étalonnage)
V_{titré (mélange)} = 10,00 mL

Donc on a obtenu une courbe, avec deux sauts de pH, jusque là, logique. On obtient deux volumes équivalents : V_E1 = 12,70 mL et V_E2 = 17,90 mL.

Alors c'est là que je sèche ... (autrement dit, dès le début ^^) le prof nous a dit : Déterminez la concentration C_A, la concentration en H₃PO₄ et C_F, la concentration en H₂SO₄.

Et là c'est le drame :

J'ai déjà, et c'est un début, établis les équations bilans de la réaction :

NaOH + H₃PO₄ => H₂PO₄^- + Na⁺ + H₂O

2NaOH + H₂SO₄ => 2Na⁺ + SO₄^2- + 2H₂O

Et alors je sais pas si c'est bon, mais j'ai pensé à combiner les deux équations ...

3NaOH + H₃PO₄ + H₂SO₄ =>3Na⁺ + H₂PO₄^- + SO₄^2- + 3 H₂O

Après j'ai pensé à un tableau d'avancement ... que je n'arrive pas à faire vu que je ne sais pas, et c'est surement idiot, si le véritable volume équivalent de l'un des réactifs n'est pas V_E2 - V_E1, et je ne sais encore pas quel volume équivalent affecter à quel réactif du mélange ... bref je suis vraiment perdu ... donc si vous pouviez m'aider, je crois que je pourrais vous vénérer en tant que Dieu lol

Bonne soirée / nuit
-----

[moco]

Le premier saut correspond à la neutralisation de 2 fois le nombre de moles d'acide sulfurique x et à une fois le nombre de moles d'acide phosphorique y.
1.27 mmol = 2x + y
La différence entre les deux sauts correspond au nombre de moles de H₃PO₄.
1.79 - 1.27 = 0.52 = y
D'où on tire x .
2x = 1.27 - y = 0.75 ; x = 0.375

Ton échantillon contient 0.375 mole de H₂SO₄ et 0.52 mmol de H₃PO₄ dissous dans 10 mL..

PS. Ton facteur 0.099652 n'a pas de sens. Il est impossible de déterminer une concentration avec autant de chiffres significatifs.

[invitee17d42ae]

Le premier saut correspond à la neutralisation de 2 fois le nombre de moles d'acide sulfurique x et à une fois le nombre de moles d'acide phosphorique y.
1.27 mmol = 2x + y
La différence entre les deux sauts correspond au nombre de moles de H₃PO₄.
1.79 - 1.27 = 0.52 = y
D'où on tire x .
2x = 1.27 - y = 0.75 ; x = 0.375

Ton échantillon contient 0.375 mole de H₂SO₄ et 0.52 mmol de H₃PO₄ dissous dans 10 mL..

PS. Ton facteur 0.099652 n'a pas de sens. Il est impossible de déterminer une concentration avec autant de chiffres significatifs.

Je ne suis pas sûr d'avoir bien saisi au niveau du raisonnement ... j'ai jamais vu un calcul de concentrations fait de cette manière, donc je ne sais pas, mais faire deux équations à deux inconnues, ça j'ai compris l'idée, donc je pense que j'arriverais à remodifier le truc pour que le prof capte.

Concernant la concentration, elle n'a peut-être pas de sens, mais alors ça veut dire que ce que le prof nous donne à faire est bidon ?

Je veux dire c'est pas une valeur donnée au hasard, c'est une solution étalonnée ... Je veux bien vous expliquer comment je l'obtiens cette valeur, mais si c'est bidon ...

Merci à vous en tout cas !

[invitee17d42ae]

petit up,
désolé pour le double post ... =S

[A voir en vidéo sur Futura]

[HarleyApril]

bonsoir

moco a bien expliqué le principe :
le premier saut correspond à la neutralisation des deux acidités de l'acide sulfurique et d'une seule de l'acide phosphorique
le deuxième saut correspond à la neutralisation de la deuxième acidité de l'acide phosphorique

concernant la concentration de 0,099652 mol/L c'est le nombre de chiffres significatifs qui n'est pas correct !

cordialement

[invitee17d42ae]

Ah non mais j'avais saisi, je voulais parler de la concentration de la solution titrante de NaOH ... j'ai 12 chiffres significatifs donc j'ai pas mal réduit ... mais ce que vous me disiez me mettait le doute, c'est tout.

Merci pour votre aide

[inviteac45697a]

est-ce que tu as fait un calcul d'incertitude?

parceque une solution avec 12 chiffres significatifs, j'aimerais bien savoir faire ça.

[invitee17d42ae]

oui, on a effectué deux pesées d'hydrogénophtalate de potassium qu'on a mis dans un erlen avec de l'eau distillée, et de la Ph.Ph. On a obtenu deux volumes équivalents, on en a déduit deux concentrations pour chaque erlen de la solution de NaOH, puis après moyenne des deux valeurs. Et après oui, tout un calcul d'incertitudes sur cette valeur ... d'où les 12 C.S

[moco]

Il y a un principe de base en sciences expérimentales : on ne peut pas créer de la précision. Et pourtant, c'est ce que tu fais en indiquant que ta concentration a 6 chiffres significatifs.
Cela n'aurait de sens que si tu avais pesé, mesuré ou déterminé ta pesée d'hydrogénophtalate avec une précision de 1 : 1 million.
Pour peser un échantillon avec cette précision, il faudrait par exemple avoir pesé 0.247595 g, donc 247.595 mg. Aucune balance au monde ne permet de peser avec une telle précision de 0.001 mg.
De toute manière quand tu as dissous cette masse de produit dans un récipient, qu'il soit de 1 litre ou de 250 mL, son volume ne peut pas être connu avec une précision de 1:1'000'000, c'est-à-dire de 0.01 mL sur 1 litre, ou de 0.0025 mL sur 250 mL.
Pareil pour les pipettes. Leur précision n'est jamais pareille à 1;1'000'000.

[invitee17d42ae]

En fait, notre concentration est donnée à douze chiffres significatifs, je n'ai fait que vous donner quelques uns d'entre eux. Mais cela c'est la calculatrice qui me l'a donné. Je pourrais vous scanner un de mes TP, vous verrez ...
Mais alors du coup, j'ai l'impression que ce qu'on fait est totalement bidon ...

[HarleyApril]

tu confonds le résultat donné par la calculatrice et ce qui est significatif
imagine que tu achètes une pizza de 450g
tu la fais cuire, elle perd un peu de poids (normal, de l'eau s'évapore) et tu la pèses avec une balance ménagère
l'aiguille se positionne entre 420 et 440g tu dis donc que ça doit faire 430g
maintenant, tu coupes la pizza en trois (et comme tu es très très doué, tu fais vraiment trois parts égales), ta calculette te dis que chacun aura 143,333333333333333g
nous, on te dis que comme tu as pesé entre 420 et 440g, chacun aura entre 140 et 147g
en effet, ta pesée initiale ne permet pas d'être plus précis
on peut également dire que chacun aura 143g +/- 4g
comme on est à 4g près, les chiffres derrière la virgule n'ont pas de sens
cordialement

[invitee17d42ae]

Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaah ... j'aurais mis le temps, mais j'ai compris ...
Merci ...
Et bonnes fêtes

[invitee17d42ae]

le premier saut correspond à la neutralisation des deux acidités de l'acide sulfurique et d'une seule de l'acide phosphorique
le deuxième saut correspond à la neutralisation de la deuxième acidité de l'acide phosphorique

Excusez-moi de revenir à la charge mais vous dites, que le deuxième saut correspond à la neutralisation de la deuxième acidité de l'acide phosphorique ... mais l'acide phosphorique n'est pas un diacide ... si ?

Pourriez-vous me dire ce qu'il en est sur ce point ?

Merci d'avance

[HarleyApril]

bonjour

l'acide phosphorique est un triacide
les trois acidités étant suffisament différentes, il est possible de voir les trois sauts de pH lors de son dosage (lorsqu'il est seul)

ici, il est mélangé à de l'acide sulfurique
l'acide sulfurique est un diacide, sa première acidité correspond à un acide fort, la deuxième n'en est pas loin

lorsqu'on dose le mélange, on a donc un premier saut correspondant au dosage des deux protons de l'acide sulfurique et le premier de l'acide phosphorique
le deuxième saut correspond à un deuxième proton de l'acide phosphorique
si on allait plus loin, on pourrait doser le troisième de l'acide phosphorique (du moins théoriquement, je ne l'ai jamais réalisé, seulement vu dans des exos)

cordialement

[invite2828eb0b]

Ben en fait, j'ai le meme probleme que toi et un modelateur m a redirigé sur ton post.
Mais je en comprends toujours pas, je ne veux pas recopier quelque chose que je ne comprends pas.
Est ce que les deux equations données sont bonnes? Et la recombinaison aussi?

Je pensais faire un tableau d avancement pour chaque equation et exprimer tout en fonction de NaOH
Pour: NaOH + H₃PO₄ => H₂PO^4- + Na⁺ + H₂O
etat initial CbVE1 CaVa 0 0
etat intermediaire CbVE1-x CaVa-x x x
etat final CbVe1-Cava 0 CaVa CaVa
le composé minoritaire est H3PO4 puisque Ve versé sert a neutraliser les deux acides

Pour le deuxieme tableau au depart on a CbVe1-CaVa pour NaOH mais a l etat final on a plus rien pour les reactifs?
merci beaucoup....
parce que je voudrai comprendre avec les tableaux d avancement s il vous plait

[HarleyApril]

[QUOTE=titi1989;3345560]Ben en fait, j'ai le meme probleme que toi et un modelateur m a redirigé sur ton post.
Mais je en comprends toujours pas, je ne veux pas recopier quelque chose que je ne comprends pas.

c'est une bonne idée

Est ce que les deux equations données sont bonnes? Et la recombinaison aussi?

oui, c'est donc là dessus qu'il faut partir

Je pensais faire un tableau d avancement pour chaque equation

si tu veux, mais il va falloir ensuite combiner les deux tableaux d'avancement (pas simple)
je te conseille donc de partir sur le système avec les deux équations combinées

cordialement

[invite2828eb0b]

Oui je vais essayer de faire les tableaux et la recombinaison des deux tableaux je pense que c est ce qui sera le mieux pour moi ca m aidera a comprendre, il se peut que j ai ca durant mes partiels de la semaine prochaine, c est meme sur.

Donc je pars de la premiere equation comme je l ai ecrit plus haut, puis j introduis les produits restant de la premiere reaction dans le second tableau.
Quand je recombine les deux, j aurai juste a ajouter les les produits et reactifs entre eux c est ca?

[HarleyApril]

partiels ... j'en déduis que tu n'es plus au lycée
tu dois arriver à faire un tableau à partir de l'équation combinée

cordialement

[invite2828eb0b]

Oui je suis en bts. Mais ce n est pas Parce que je ne suis plus au lycée que je n ai pas quelques difficultés. C est pour cela que je poste. Depus le début de l année je n en ai pas eu mais la je sèche. Crois moi que si j y arrivais ne me donnerai pas la peine de poster sur internet, j aurai Deja fini... J ai essaye mais je n y arrive pas. J avais Deja fait un exo avec acide phosphorique et l acide oxalique dehydrate... Deux tableaux mais je n ai pas eu besoin de recombinaisons, j avais introduit les valeurs du premier tableau dans le second. Je n en ai jamais fait. J ai cherche sur le net rien... Il est normale que j ai encore quelques difficultés...