ph metrie wadjed 2003

7/31/2019 Ph Metrie WADJED 2003

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TRAVAIL REALISE PAR:

DJEMILI AMEL

LOUAFI ABDERRAHIM

MENACEUR FOUAD

Responsable du TP : M.BOUSLAMA

ANNEE UNIVERSITAIRE : 2007/2008


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Introduction :

La pH mtrie est une mthode chimique danalyse utilise pour

dterminer la quantit des ions H

+

dans une solution donne.But :

Le but de ce TP est de suivre lvolution de la quantit des ions H+ dans

une solution dun acide fort (traduite en pH) au cours de son titrage par

une solution dune base forte.

Principe :

L'acide phosphorique H3PO4 possde trois fonctions acides (Ils'agit d'un polyacide), dont les trois avidits sont de forces trs

diffrentes comme peuvent lindiquer les trois quilibres dedissociation en solution aqueuse :

H3PO4 + H2O ----> H2PO4 + H3OH2PO4 + H2O ----> HPO4 + H3O

HPO4 + H2O ----> PO4 + H3O

Celles-ci vont tre successivement neutralises par une base forteNaOH. La neutralisation va se faire en trois tapes successives quine seront pas toutes aussi aisment discernables :

H3PO4 + NaOH --> NaH2PO4 + H2O

NaH2PO4 + NaOH --> Na2HPO4 + H2O

Na2HPO4 + NaOH --> Na3PO4 + H2O

H3PO4 + 3NaOH --> Na3PO4 +3H2O

Appareillage :

Pour raliser un titrage il faut disposer de :

1-Un pH mtre qui est un appareil permettant de lire directement les

valeurs du pH en tout moment du titrage, il doit tre quip dune

lectrode en verre combine compose de deux lectrodes :

-Une lectrode de rfrence : cest une lectrode dont le potentiel

est fixe par rapport une autre lectrode dite indicatrice, et insensible

aux changements qui peuvent survenir dans sa propre composition. Cette

lectrode est conserve dans une solution ayant un pH= 7 (eau distille).


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-Une lectrode indicatrice : cest une demi-cellule dont le potentiel

varie de manire connue en fonction de lactivit des ions, cette variation

de potentiel permet en effet de mesurer le potentiel total de llectrode.

E lectrode =E indicatrice - E rfrence = E indicatrice +constante.

2-Burette gradue, qui va contenir la solution de la base utilise (20ml

dune solution de NaOH 0.1M) pour la neutralisation des diffrentes

fonctions acides de la solution de H 3PO4.

3-Des indicateurs colors qui changent de couleur en fonction de la

variation du pH de la solution ainsi on saura quel moment on va

atteindre le point de neutralisation de chaque fonction acide de la

solution de H 3PO4.

On va utiliser deux indicateurs :

Indicateur color pH ColorationRouge de mthyle 4

6RougeJaune

Phnolphtaline 810

IncoloreRouge violac

4-20ml de la solution dacide titrer H3PO4 .

5-Un agitateur magntique et un barreau aimant.

6-Une solution tampon de pH=8.

Manipulation :

-On plonge llectrode dans la solution pH connue=8 ; et aprs avoir

branch le pH mtre et rgler la temprature la celle de lambiance, on

ajuste laiguille du pH mtre sur la valeur 8 ainsi on aura talonn

lappareil.

-On met la solution dacide titrer (20ml) dans un bcher contenant un

barreau aimant, le bcher est mis au dessus dun agitateur magntique.

-On rajoute la solution titrer 4 gouttes du premier indicateur color

(rouge de mthyle).

-Aprs avoir mis llectrode dans la solution dacide, on lit la valeur

indique sur le pH mtre ; et chaque addition correspondant 1 ml de

la solution de NaOH on note les valeurs du pH.

- Lorsque on atteint le virage correspondant la neutralisation de la

premire fonction acide, on ajoute 4 gouttes du deuxime indicateur

color (phnolphtaline) et on continue le titrage.

-On obtient alors les rsultats mentionns dans le tableau :


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V NaOH(ml)

pHV NaOH(ml)

pHV NaOH(ml)

pHV NaOH(ml)

pH

0,1 3,9 4,7 4,1 9,3 6,5 13,9 7,30,2 3,9 4,8 4,2 9,4 6,5 14 7,30,3 3,9 4,9 4,2 9,5 6,6 14,1 7,30,4 4 5 4,2 9,6 6,6 14,2 7,4

0,5 4 5,1 4,2 9,7 6,6 14,3 7,40,6 4 5,2 4,2 9,8 6,7 14,4 7,40,7 4 5,3 4,2 9,9 6,7 14,5 7,40,8 4 5,4 4,2 10 6,7 14,6 7,40,9 4 5,5 4,2 10,1 6,7 14,7 7,5

1 4 5,6 4,2 10,2 6,7 14,8 7,51,1 4 5,7 4,2 10,3 6,7 14,9 7,51,2 4 5,8 4,2 10,4 6,8 15 7,51,3 4 5,9 4,3 10,5 6,8 15,1 7,51,4 4 6 4,3 10,6 6,8 15,2 7,61,5 4 6,1 4,3 10,7 6,8 15,3 7,6

1,6 4 6,2 4,3 10,8 6,8 15,4 7,61,7 4 6,3 4,3 10,9 6,8 15,5 7,61,8 4 6,4 4,3 11 6,8 15,6 7,61,9 4 6,5 4,3 11,1 6,8 15,7 7,6

2 4 6,6 4,3 11,2 6,8 15,8 7,72,1 4 6,7 4,4 11,3 6,8 15,9 7,72,2 4 6,8 4,4 11,4 6,8 16 7,82,3 4 6,9 4,4 11,5 6,8 16,1 7,82,4 4 7 4,4 11,6 7 16,2 7,82,5 4 7,1 4,4 11,7 7 16,3 7,82,6 4,1 7,2 4,4 11,8 7 16,4 82,7 4,1 7,3 4,5 11,9 7 16,5 82,8 4,1 7,4 4,5 12 7 16,6 82,9 4,1 7,5 4,5 12,1 7 16,7 8

3 4,1 7,6 4,5 12,2 7,1 16,8 8,13,1 4,1 7,7 4,6 12,3 7,1 16,9 8,13,2 4,1 7,8 4,6 12,4 7,1 17 8,23,3 4,1 7,9 4,6 12,5 7,1 17,1 8,23,4 4,1 8 4,8 12,6 7,1 17,2 8,33,5 4,1 8,1 4,8 12,7 7,1 17,3 8,43,6 4,1 8,2 4,8 12,8 7,2 17,4 8,53,7 4,1 8,3 4,8 12,9 7,2 17,5 8,73,8 4,1 8,4 5 13 7,2 17,6 8,93,9 4,1 8,5 5,5 13,1 7,2 17,7 9,1

4 4,1 8,6 5,7 13,2 7,2 17,8 9,14,1 4,1 8,7 5,9 13,3 7,2 17,9 9,54,2 4,1 8,8 6 13,4 7,2 18 9,64,3 4,1 8,9 6,1 13,5 7,2 18,1 9,84,4 4,1 9 6,3 13,6 7,2 18,2 104,5 4,1 9,1 6,3 13,7 7,2 18,3 104,6 4,1 9,2 6,4 13,8 7,3 18,4 10,2


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Graphe reprsentant la variation du pH en fonction du volume de soude

additionn : pH=f (VNaOH)

Dtermination de la molarit et de la normalit de la solution dacide

titrer :

Les points intressants de la courbe sont :

Le premier point quivalent PE1 : pH =6.6

Le deuxime point quivalent PE2 : pH=8.9

Dtermination de la normalit de lacide phosphorique :

Normalit de la solution basique : Nb=0.1N

Volume de la solution dacide titrer Va=20ml

Normalit de la solution acide= ?

Calcul de la molarit :

Pour la premire neutralisation :

Ceci correspond la neutralisation de la premire acidit :


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Au point quivalent on a : CA1 VA1= CB1VB1 donc CA1 = CB1 VB1 /

VA1

CA1=0.19.5/20=0.0475mol/l

CA1=0.0475mol/l

Pour la deuxime neutralisation:

Ceci correspond la neutralisation de la deuxime acidit :

Au point quivalent on a CA2 VA2 = CB2 VB2 donc CA2 = CB2 VB2 /

VA2

CA2 =0.1 17.6/20=0.088mol/l

CA2 =0.088mol/l

Calcul de la normalit :

Normalit= molarit nombre des quivalents grammes

Pour la premire neutralisation :

H3PO4 + H2O H2PO4 +H3O

Nombre dquivalents gramme = nombre des ions H librs=1

N1= CA11=0.04751=0.0475N

Pour la deuxime neutralisation:

H3PO4 + 2H2O HPO4 +2H3O

Nombre dquivalents gramme = nombre des ions H librs=2

N2= CA22=0.0882=0.176N

Dtermination des valeurs de pH et de pKa des points intressants de la

courbe (neutralisation de la premire et de la deuxime fonction acide) :

En se rfrant au graphe on constate que :

La neutralisation de la premire acidit a eu lieu un pH =6.6

La neutralisation de la deuxime acidit a eu lieu un pH=8.9

Pour les valeurs de pKa (et ceci pour chaque point quivalent) on fait

lextrapolation du point correspondant la moiti du volume quivalent

sur laxe des abscisses:

Pour le premier point quivalent :

Le pH correspondant =6.6


7/8

Le volume quivalent = 9.5ml

Ve/2=9.5/2=4.75ml et par extrapolation on aura :pKa1=4.2

Pour le second point quivalent :

Le pH correspondant=8.9

Le volume quivalent = 17.6ml

Ve/2 =17.6/2 =8.8ml et par extrapolation on aura :pKa2=6

Question :

1-Pourquoi les fils reliant le pH mtre llectrode sont-ils-blinds ?

Les fils reliant le pH mtre llectrode sont blinds de telle sorte que le

potentiel mesur ne prenne en considration que les lectrons prsentsdans la solution titrer et non ceux de latmosphre environnante. En

effet, le blindage empche tout change dlectrons entre le milieu

ambiant et llectrode de mesure, ainsi la valeur du pH lue sur le cadran

de lappareil est significative et nest pas influence par des lectrons

parasites.

2-Lajout de leau modifie-t-il certains rsultats ? Si oui lesquels et

pourquoi ?

Oui ; lajout de leau modifie les rsultats car si on augmente le volume

deau, on va augmenter la dilution de la solution, ce qui modifiera laconcentration de la solution en ions H3O avec laquelle le pH est en

relation car pH= -log [H3O].

3-Vrification des valeurs du pKa et du pH :

Neutralisation de la premire acidit :

Au point quivalent :

CA1 VA1= CB1VB1 donc VB1= CA1 VA1/ CB1 = 0.047520/0.1=9.5ml

VB1=9.5ml

A la premire neutralisation on obtient lion H2PO4 dont :

pH = 1/2 (Pk1+ Pk2) =1/2(4.2+6)=5.1 pH=5.1

Neutralisation de la deuxime acidit :

Au point quivalent :

CB2 VB2 = 2(CA1 VA1) donc VB2 = 2(CA2

VA2) /CB2=2(0.08820)/0.1=17.6ml


8/8

VB2 =17.6ml

A la deuxime neutralisation on obtient HPO4-2 (base).

Concentration de cette base :

C = CA1 VA1/ VA+ VB2 Notons que VA1= VA2 = VA=20ml

C = 0.047520/ 20 + 17.6 = 0.025mol/l donc C = 0, 025 mol/l

On a:

pKb= 14- Pk2 = 14 - 6=8

pKb = 8

Donc : pH au point quivalent :

pH = 14 1/2 (pKb log C) = 14 1/2 (8 Log 0,025) = 9,2

pH=9.2

Conclusion :

On remarque que les rsultats thoriques et pratiques ne sont pas

identiques pour les deux neutralisations concernant les valeurs de pH aux

points dquivalences, ce qui fait que la neutralisation de la troisime

acidit soit trs difficile faire voir impossible.

ph metrie wadjed 2003

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