Influence du pH sur la solubilité du zinc

[Stellita]

Bonjour !

Je suis en train de rédiger mon compte rendu de Tp et j'ai dû mal sur une "question".

On a préparé une solution de 50 mL avec 1.5g de zinc, 40 mL d'eau distillée et quelques gouttes d'acide.
On effectue le dosage pH métrique.
Puis on redissout le précipité par de la soude concentrée.

*Réaction qui se produisent au cours du titrage*:

Dans un premier temps, l'acide contenu dans notre solution va être neutralisé par la soude.
(1) H₃O⁺_(aq) + HO^-_(aq) = 2 H₂O_(l)

Ensuite, les ions hydroxydes vont former des précipités hydroxydes avec les ions Zn2+.
(2) Zn²⁺_(aq) + 2 HO^-_(aq) = Zn(OH)_2(s)

Par ailleurs, on a aussi les réactions suivantes qui sont mises en jeu lors du titrage:
(3) Zn(OH)_2(s) + 2 OH^- = [Zn(OH)₂]^2-

(4) HNO₃ + HO^- = NO₃^- + H₂O (négligeable)

Sur la courbe de ph on a 2 saut qui correspondent respectivement aux réactions (1) et (2).

Un des objectifs du tp est de montrer que ces réactions ne sont pas suffisamment rapides et stoechiométriques pour être utilisées en vue d'un dosage.
Je ne vois pas et ne comprends pas comment faire :s

Pouvez vous m'aider s'il vous plaît ?
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[Sethy]

Tout d'abord les équations. Il y a une petite faute à la 3ème (j'imagine d'inattention).

Par contre la 4ème, d'où vient-elle ? En milieu aqueux dilué comment se présente HNO3 dans l'eau ? N'y a-t-il pas un lien avec la 1ère ?

Pour la question principale, qu'est-ce qui caractérise selon toi, une réaction propice à réaliser un titrage ? Dessine la courbe d'un titrage habituel et pense en terme de d(pH)/d(ml) par exemple. La situation inverse te donnera un élément de réponse.

Que se passerait-il dans le cas du titrage idéal si à chaque goutte de réactif ajouté, il fallait attendre un "certains" temps indéterminé avant d'ajouter la goutte suivante ? Ne risquerais-tu pas de dépasser le point d'équivalence ?

[Stellita]

Pour la courbe de titrage il est préférable d'avoir qu'un saut de pH.

La deuxième question j'ai pas compris.

Pour la 3ème réaction : [Zn(OH)4]^2- ( le "produit")

[Stellita]

Lorsqu'on trace d(pH)/d(mL) sur une courbe de pH habituel, il est préférable d'avoir un "pic" au niveau de l'équivalence afin d'estimer de manière précise le volume équivalent.

Dans notre cas, on a deux "cloches" et au niveau du deuxième saut de pH la cloche est élargie donc il est difficile d'estimer le volume équivalent.

Ce manque de précision empêche un dosage convenable.

Mais je ne vois pas le lien avec la stoechiometrie et la vitesse

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sethy]

Lorsqu'on trace d(pH)/d(mL) sur une courbe de pH habituel, il est préférable d'avoir un "pic" au niveau de l'équivalence afin d'estimer de manière précise le volume équivalent.

Dans notre cas, on a deux "cloches" et au niveau du deuxième saut de pH la cloche est élargie donc il est difficile d'estimer le volume équivalent.

Ce manque de précision empêche un dosage convenable.

Mais je ne vois pas le lien avec la stoechiometrie et la vitesse

Le fait de ne pouvoir estimer exactement le point d'équivalence induit une erreur de stoéchiométrie.

Pour la vitesse, je l'ai expliqué plus haut. Si la réaction n'est pas immédiate, comment savoir quel délai attendre entre l'ajout de chaque goutte ? Le pH mesuré est donc en retard par rapport au pH qui devrait être (si on laisse un temps infini pour que tous les équilibres s'établissent).

[Sethy]

Pour la courbe de titrage il est préférable d'avoir qu'un saut de pH.

La deuxième question j'ai pas compris.

Pour la 3ème réaction : [Zn(OH)4]^2- ( le "produit")

Certains diacides se titrent très bien, même avec 2 sauts de pH. A condition que le saut soit franc (ou que la dérivé soit un beau pic et pas une cloche).

Quelle est la différence entre :

H30+ + OH- > H20 (équation 1)

et

"HNO3" + OH- > H2O + NO3- (équation 4)

[Stellita]

Ah d'accord ! Merci beaucoup.

[Stellita]

Il n'y a pas de différence si ce n'est que le nitrate qui s'ajoute mais qui n'influe pas sur le pH de la solution

[moco]

Et il y a une circonstance dont personne n'a parlé jusque là. C'est l'existence de réactions parasites secondaires. L'attaque de Zn par HCl et H2SO4 se fait effectivement selon le schéma indiqué. mais ce n'est pas le cas de l'attaque par l'acide nitrique.
Le zinc attaque l'acide nitrique en donnant aussi cette réaction parallèlement :
3 Zn + 8 HNO3 --> 3 Zn(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Cela fausse les calculs de stoechiométrie

[Stellita]

Merci Moco

[Sethy]

Et il y a une circonstance dont personne n'a parlé jusque là. C'est l'existence de réactions parasites secondaires. L'attaque de Zn par HCl et H2SO4 se fait effectivement selon le schéma indiqué. mais ce n'est pas le cas de l'attaque par l'acide nitrique.
Le zinc attaque l'acide nitrique en donnant aussi cette réaction parallèlement :
3 Zn + 8 HNO3 --> 3 Zn(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Cela fausse les calculs de stoechiométrie

Bien vu Moco, j'avais négligé ce point.

Par contre, en relisant l'énoncé et les "quelques gouttes d'acide", je n'ai quand même pas l'impression que la stoéchiométrie dont il est question soit liée à la dissolution du Zinc.