Prof de biochimie face a un probleme de chimie

[inviteaafa7c87]

Bonjour,

Je prépare un TP dosage en retour de NH3, voici un résumé du protocole:
dans un erlen :
-10 mL de NH3 (base faible) (environ 0,1 mol)
-20 mL de HCl (excès d'acide fort) (0,1 mol)
- indicateur coloré

Puis dosage de HCl en excès (qui n'a pas réagit) avec NaOH (0,15 mol).

Mon probleme est le suivant : le choix de l'indicateur coloré??
sachant qu'au final on dose HCl par NaOH, je suis tenté de dire qu'on utilise le BBT (car zone de virage contient le pH à l'équivalence), mais est-ce que le pH à l'éq. est bien 7? je doute car NH3 neutralisé par HCl devient NH4+ (=acide faible).
Et là je suis perdu, je pense qu'il faut utiliser des formules comme pk = 1/2 ... pour avoir le pH à l'eq. et donc prendre le bon indicateur.

Si qqun doué en chimie pouvait bien apporter réponse à mon probleme ca serait sympa.

Merci
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[invite8241b23e]

Je suis pas sûr de mon coup, mais il faudrait que tu fasses précipiter NH4+, parce qu'avec OH-, tu vas reformer NH3, et tout doser...

[invitec9750284]

tu es vraiment prof de biochimie?

[inviteaafa7c87]

oui pourquoi?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb7fede84]

Bonsoir

Je serai tenté de répondre que l'hélianthine qui vire en milieu acide serait un indicateur approprié, mais mes souvenirs d'analytique sont loins...

Le mieux est de valider la méthode avec des solutions étalon. Attention, les solutions aqueuses d'ammoniaque se détitrent rapidement à l'air libre.

[invitec9750284]

tu n'as pas besoin de doser NH3 par retour. Il s'agit d'un simple dosage d'une base faible par un acide fort. Je ne me souviens plus de la formule du pH en fonction du volume d'acide versé mais elle est dans tous les manuels de chimie de TS.

[invite8241b23e]

Oui, la résolution est graphique (méthode des tangentes)

[inviteaafa7c87]

oui je sais qu'on a pas besoin de faire un dosage retour, mais en fait je fais ici un retour pour que les élèves comprennent le principe. Parce que ensuite j'aborde dosage de Cl- par charpentier-Vohlard qui est un dosage retour.

[invite8241b23e]

Charpentier Vohlard est enseigné "à sec" au terminales S, et est une bonne initiation je trouve... Mais ce n'est que mon avis...

[inviteaafa7c87]

oui mais moi je forme des futurs techniciens qui seront ammenés a doser dans des milieux biologiques (plasma, urine sérum...)

[invite42d02bd0]

si je connais encore mes pKa, pKa de NH4+ = 9.2

Donc tu auras :

NH3 + HCl --> NH4Cl + HCl (exces)

pH : déterminé par l'excès d'HCl --> pH = -log(HCl excès)

Puis HCl + NaOH --> H2O + NaCl

pH : déterminé par le pH d'une solution 0.033M en NH4Cl (10ml de 0.1M de NH3 + 20ml de HCl donne une solution 0.033M en NH4Cl)

Or :

Ka=(H+) (NH3) / (NH4+)

une quantité x de NH4+ va se retransformer en NH3

Donc à l'équilibre : (H+) = x, (NH3)=x et (NH4+)=0.033M-x

Si on pose x comme étant faible (ce qui est le cas pour un acide faible, peu de NH4+ va se retransformer en NH3), alors NH4+=0.033M

De là on trouve que (H+)(NH3)= Ka (NH4+)
Mais comme (H+)=(NH3) --> (H+)² = Ka(NH4+) --> (H+)=racine (Ka(NH4+))

Et enfin : pH = 1/2 (pKa + log (NH4+))

tu as donc le pH à l'équivalence.

Tu n'as plus qu'à trouver une indicateur qui vire entre le pH du à l'excès d'HCl et ce pH d'équivalence.

[moco]

Plus simple :

Tu disposes d'une solution qui contient des ions NH4+ et des ions H3O+.

Si tu veux connaître la teneur en ions H3O+, tu ajoutes quelques gouttes d'hélianthine (appelé aussi méthylorange). Tu as une solution srouge. Tu ajoutes goutte à goutte NaOH jusqu'au virage rouge - jaune. Tu aura déterminé ainsi l'acide fort (HCl, ou H3O+) en excès.

En effet, le méthylorange vire à pH 3, c'est-à-dire à un moment où NH4+ n'a pas encore commencé à réagir avec OH-.

[inviteaafa7c87]

Merci beaucoup Fajan, ta démonstration est tres convaincante.
Mais en ajoutant NaOH on neutralise HCl OK mais aussi NH4+ non? je ne sais pas

[invitee1c60d74]

HCl étant un acide fort il réagira infiniment plus vite que NH4+. De ce fait tu peux négliger les éventuelles réaction entre NH4+ et NaOH. Le pH d'un mélange acide faible/acide fort est determiné par l'acide fort, on néglige la participation de l'acide faible.

[inviteaafa7c87]

Oui c'est ce que je pense: la base forte (NaOH) réagi en priorité avec l'acide fort (HCl) et non NH4+ (ou faiblement). Mais c'est quoi la règle qui dit ca. Ca doit être un truc du genre : dans un mélange d'acide ,une base forte réagit avec l'acide dont le pKa est le plus faible.???

en tout cas merci pour toutes vos réponses, je testerai le TP avant la séance avec les élèves.

[invite8241b23e]

C'est simplement un histoire de constante de réaction...

[inviteb7fede84]

Comme je l'ai écrit précédemment et confirmé par Moco, l'hélianthine parait être un bon choix au niveau de l'indicateur du point équivalent.
A confirmer expérimentalement.

[oursgenial]

Dans ton titrage en retour, tu es en milieu acide et tu vas le neutraliser par NaOH. Tu vas d'abord neutraliser l'excès de HCl avant de "libérer" NH3 à partir de NH4+. Tu dois voir la fin de la neutralisation de HCl et pas celle de NH4+: tu choisis un indicateur dont la zone de virage est centrée sur 7.

[invitec9750284]

moi je dirai pH à l'équalence environ 9.2 car tu seras à l'équilibre faible NH4+/NH3 après avoir neutralisé HCl excédentaire

[invite42d02bd0]

mais non ce n'est pas possible... Après avoir neutralisé HCl en excès, on se retrouve avec une solution de NH4+... impossible d'avoir un pH basique!