Dosage de la soude par l'acide sulfurique

[invite6264f4b9]

Bonjour,

J'ai un protocole de méthode d'analyse du dosage de la soude par l'acide sulfurique 0,5M. celui ci m'indique la formule du calcul à faire mais je ne retrouve pas comment le calcul à été trouvé.

voici l'énoncé
peser 5g de soude dans une fiole jaugé de 100ml. Diluer au volume avec de l'eau.
prélever 10ml de cette solution et les places dans un erlenmeyer.
ajouter quelques gouttes de phénophtaléine 1% et doser jusqu'à au virage. ajouter quelque gouttes de vert de bromocrésol et continuer le dosage jusqu'au second virage.
le calcul à effectuer est
%w⁄w NaOH= [(2×Veq1 -Veq2 )×[H2SO4])×2x titreH2SO4×M(NaOH)×V(mère NaOH)(100ml)×100)]/[(m(NaOH)(5g)×1000×V(NaOH prélevé)(10ml)]

les deux équations de dosage pour moi sont NaOH + H2SO4 -> Na+ + H2O + HSO4- et H2SO4 + 2NaOH ->2Na+ + 2H2O + SO4 2-

je ne comprend pas pourquoi on multiplie le volume de la première équivalence par 2 et qu'on soustrait le deuxième.

Merci d'avance pour votre aide
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[moco]

Il ne faut pas raisonner avec des molécules comme tu le fais, car il n'y a pas de molécuels NaOH et H₂SO₄ dans tes solutions. Il n'y a que des ions.
Donc, au début, tu disposes d'une solution d'acide sulfurique qui contient des ions positifs H⁺ (ou H₃O⁺ si tu préfères) et des ions négatifs HSO₄^-. Il y a bien quelques ions SO₄^2- issus de le 2ème ionisation, mais ceux-ci sont en quantités négligeables.
Dans un premier temps, tu ajoutes une solution de NaOH. Mais cette solution ne contient pas de molécules NaOH. Elle contient des ions Na⁺ et OH^-. En ajoutant des ions OH^- à la solution acide, tu produis la réaction :
OH^- + H⁺ --> H₂O
qu'on peut aussi écrire :
OH^- + H₃O⁺ --> 2 H₂O
L'important est que 1 ion OH- détruit un (et un seul) ion H⁺ (ou H₃O⁺).
Quand le vert de bromocrésol vire, tous les ions H₃O⁺ sont détruits. La solution contient alors des ions Na⁺ et des ions HSO₄⁺, et c'est tout, à part l'eau.
Mais après, tu continues à rajouter des ions OH^-. Ils vont alors réagir selon une 2ème réaction :
OH^- + HSO₄^- --> SO₄^2- + H₂O

Et, pour que la réaction soit complète, La phénolphtaléine change de couleur, et il faudra pour cela rajouter exactement le même nombre de ions OH-, donc le même volume de NaOH qu'il a fallu pour atteindre le premier virage.
Donc s'il faut rajouter 14 mL de ta solution de NaOH pour faire virer le vert de bromocrésol, il faudra rajouter 28 mL de NaOH pour faire virer la phénolphtaléine.
En réalité, tu verras que le 2ème volume n'est pas exactement le double du premier. Et tu seras peut-être déçu de ce désaccord. C'est dû au fait que la deuxième réaction commence déjà un peu avant que la première soit finie.
Le résultat le plus précis est le 2ème titrage. Le premier est un peu imprécis. à cause de cette difficulté.

[invite6264f4b9]

Bonjour moco,

Je suis d'accord avec le fait que dans les solutions on ne trouve que des ions.

En revanche, je n'ajoute pas d'ion OH- en cours de mon dosage puisque ce sont les ions OH- que je dose pas l'acide sulfurique.

le premier indicateur coloré que nous utilisons est la phénolphtaléine. lors du virage (du rose à l'incolore) tous les ion H+ (ou H3O+) ont-il réagit avec OH-? Lorsqu'on ajoute le vert de bromocrésol, le virage est très rapide, quels ions réagissent alors ensemble?

Ce que je ne comprend pas non plus dans ma formule de calcul c'est pourquoi on fait (2xVeq1-Veq2)?

[moco]

Je vois que tu fais un titrage en sens inverse. Dans ce cas le problème est un peu plus compliqué.
L'acide sulfurique dilué se comporte comme un mélange de ion H⁺ et HSO₄^-. On néglige la très faible partie de HSO₄^- qui est transformée en H⁺ et SO₄^2-.
Si tu ajoutes progressivement de l'acide sulfurique à une solution de base NaOH, tu commences par détruire les ions OH^- . Imagine que tu disposes de a moles de OH^- dans ta solution de départ. Quand tu auras ajouté a/2 mole de ion H⁺, donc aussi a/2 mole de HSO₄^-, tous les ions OH- seront détruits, et la phénolphtaléine se décolorera. C'est le premier virage, et la solution ne contiendra plus que des ions Na⁺ et des ions SO₄^2-.
Attention ! Ce n'est pas facile. Il se passe deux réactions simultanées lors de cette opération :
a/2 mole de OH^- réagit avec a/2 mole de H⁺ pour former H₂O
a/2 mole de OH^- réagit avec a/2 mole de HSO₄^- pour former SO₄^2-.
Total : 2 fois a/2 mole de OH- est égal à a mole de OH^-. Et cela détruit a/2 mole de H₂SO₄
Si tu continues à ajouter de l'acide sulfurique, donc une solution de H⁺ et de HSO₄^-, tu vas produire un 2ème titrage, et la réaction correspondante est :
H⁺ + SO₄^2- --> HSO₄^-
Puis quand tout est transformé en ion HSO₄^-, le 2ème indicateur change de couleur.
Il faudra exactement le même volume d'acide pour passer du 1er au 2ème virage, au moins en principe, que pour atteindre le 1er virage.
S'il faut 17 mL d'acide pour faire virer la phénolphtaléine, il faudra attendre 34 mL pour atteindre le virage du bromocrésol. 34 est le double de 17. Mais tu verras que le 2ème titrage n'est pas très net. Il s'étale sur plusieurs dixièmes de millitres. Tu obtiendras un résultat plus précis en doublant le premier volume qu'en essayant de savoir si ton 2ème virage est à 33.8, 34.0 ou 34.2 mL.

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