Carbonate de sodium laissé à l'air libre

[cl0ch3tt3]

Bonjour,
alors voila, j'ai un TP de chimie des solutions à préparer (je suis en L1 de physique) et j'ai une question dans ce dit TP qui me pose problème

voila, au cour de ce TP je vais doser du carbonate de sodium qui est une dibase, je vais donc avoir deux volumes équivalents Ve1 et Ve2, en temps normal j'ai trouver que Ve2=2Ve1 (j'espère que c'est bon)

et donc à la dernière question on me dit que la relation reliant Ve1 et Ve2 n'est plus valable quand on laisse la solution a l'air libre car le CO2 de l'air se dissout dans cette solution et réagit avec les ions carbonates
On me demande alors :

Ecrire l'équation de la réaction acido basique correspondante : j'ai donc écrit :
CO3 2- + H+ → HCO3 -
H2CO3 → HCO3 - + H+

CO3 2- + CO2/H2O→ 2 HCO3 -

Puis on me demande de comparer Ve1 et (Ve2-Ve1)/2 et d'expliquer
Le truc c'est que moi j'ai trouver que Ve2= 3Ve1 et que donc
(Ve2-Ve1)/2 = Ve1

Alors déjà est ce que c'est correct ? Sinon pouvez vous m'expliquer ce que je dois faire et Si oui POURQUOI on trouve ca ? (je ne comprend pas )

Merci de votre aide
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[moco]

On ne comprend pas très bien ce que tu nous racontes, car tu ne dis pas explicitement ce que représentent V1 et V2. Tu ne dis pas clairement non plus avec quoi tu titres tes solutions.
Quoi qu'il en soit, il faut savoir que le comportement des carbonates de sodium à l'air est assez paradoxal. Il y a donc d'une part le carbonate de sodium Na2CO3 et l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3. Mais cela, j'imagine que tu le sais.
L'ennui, c'est que Na2CO3 pur capte très facilement le gaz carbonique de l'air selon la réaction qui semble être :
Na2CO3 + CO2 + H2O --> 2 NaHCO3
Mais, abandonné à l'air, le NaHCO3 pur a un comportement qui peut paraître paradoxal : il perd CO2 selon une réaction qui semble être l'inverse de la précédente, à savoir :
2NaHCO3 --> Na2CO3 + H2O + CO2.
En réalité, ces deux réactions sont toutes les deux insuffisantes. Car dans tous les cas, l'état final n'est pas l'un ou l'autre de ces deux carbonates, mais un mélange équimolaire des deux. Il se forme un minéral qui s'appelle le trona qui a pour formule Na3H(CO3)2 ou qu'on écrit parfois : NaHCO3·Na2CO3. Donc au contact de l'air, les deux substances réagissent selon :
3 Na2CO3 + CO2 + H2O --> 2 (NaHCO3·Na2CO3)
et, pour l'aiutre :
3 NaHCO3 --> NaHCO3·Na2CO3 + H2O + CO2

[cl0ch3tt3]

Ah oui pardon ve1 : volume de la 1ère équivalence et Ve2 : volume de la deuxième équivalence, on titre le carbonate avec HCl

Pour le reste j'ai du mal a comprendre, ce n'est pas du tout ce que je pensais :/

[cl0ch3tt3]

Euh je n'ai pas de valeur précise pour Ve1 et Ve2 car je n'ai pas encore fait la manipulation

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Tu as l'air d'avoir de la peine. Je vais prendre un exemple numérique.
Suppose que ta solution contienne 0.12 mole de Na2CO3, donc 0.12 mole d'ion CO3^2-
Tu titres avec HCl. Tu ajoutes des ions H+ (ou H3O+). Tu transformes progressivement les ions CO3^2- en ions HCO3^-. Quand tu auras ajouté 0.12 mole de HCl (ou de H+), tu vas observer un premier saut de pH, que tu peux repérer avec un bon indicateur. A ce moment, ta solution contient 0.12 mole d'ion HCO3-, et plus de CO3^2-.
Tu continues le titrage. Tu ajoutes davantage de HCl, et tu transformes progressivement les HCO3- en CO2. Quand tu auras ajouté exactement 0.24 mole de HCl (ou 0.12 de plus que pour le virage précédent), tu auras un 2ème saut de pH, que tu peux repérer avec un autre indicateur. A ce moment, ta solution ne contiendras plus que des ions Na+ et Cl-, et plus de HCO3- ni de CO32-.
Conclusion : Si ton Na2CO3 était pur, le nombre de moles de HCl (ou le volume de la solution de HCl) pour le 2ème titrage doit être exactement le double de celui nécessaire pour le 1er titrage.

Mais si ton Na2CO3 est resté longtemps au contact de l'air, il n'est plus pur. Il contient un mélange de Na2CO3 et de NaHCO3. Tout se passe comme si tu commençais ton titrage avec une solution dans laquelle tu as déjà ajouté un peu de HCl.
Imaginons que ta solution contient 0.12 mole de Na2CO3, mais qu'elle ait absorbé assez de CO2, pour qu'il ne reste que 0.11 mole de Na2CO3. Il y a déjà 0.1 mole de NaHCO3 en solution. Pour atteindre le premier virage, il ne faudra pas 0.12 mais 0.11 mole de HCl. Et pour atteindre le 2ème virage, il faudra 0.11 + 0.12 = 0.23 mole de HCl.
Tu m'as suivi ?

[cl0ch3tt3]

OK alors tout ça je comprend, mais du coup ça donne quoi en générale ? Je veux dire, est ce qu'on peut trouver une relation tj valable entre les volumes équivalents dans le deuxième cas ?

[moco]

Non. Si la solution de Na2CO3 a été abandonnée à l'air trop longtemps, le premier virage ne fournit aucune indicationutile. Par contre le nombre de moles correspondant au passage entre le 1er et le second virage, donne lui le nombre de moles de Na2CO3 initial. Et par initial, je veux dire le nombre de moles de Na2CO3 qu'il y avait avant que l'action du CO2 de l'air se fasse sentir.

[cl0ch3tt3]

Je comprend pas... La chimie c'est vraiment pas mon truc ^^'