1°) Objectif du TP :

Il s'agit de doser un déboucheur pour évier (contenant de la soude) et de vérifier les indications portées sur l'étiquette.

2°) Manipulations :

a) Dilution de la solution commerciale :

Effectuer une dilution au 1/50 de la solution commerciale.

b) Dosage :

On effectuera le dosage d'un volume V_B = 10 mL de la solution diluée de déboucheur à l'aide d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration c_A= 0,1 mol/L.

c) Mode opératoire :

L'équivalence est repérée grâce au changement de couleur du Bleu de Bromothymol (BBT). Pour cela, on ajoute environ 1 mL de BBT à la solution de déboucheur juste avant le dosage.

Lors d'une première étape, on pratique un dosage rapide : L'acide est versé cm³  par cm³. On obtient un encadrement de V_{A(équivalent)} ; V₀ <V_{A(équivalent)} <V₀+ 1 cm³

La deuxième étape consiste à  dosage précis pour déterminer V_{A(équivalent)} à la goutte près : on recommence donc le dosage en versant directement V₀ cm³  d'acide continuant le dosage goutte à goutte jusqu'au virage de l'indicateur.

3°) Compte rendu:

Décrire et schématiser le protocole de dilution.

Décrire et schématiser le principe du dosage.

Ecrire l'équation chimique du dosage.

Définir l'équivalence et préciser la relation entre les différents paramètres.

Déduire des résultats du dosage la concentration de soude dans la solution commerciale.

Vérifier la compatibilité du résultat obtenu avec les indications portées sur l'étiquette du produit commercial.

Compte rendu du TP: Dosage d'un produit ménager

I. Dilution de la solution commerciale:

On veut effectuer une dilution au 1/50 de la solution commerciale. Donc V_{prélèvement}/V_total = 1/50

On choisit V_total = 100 mL; V_{prélèvement} = 100/50 = 2 mL

Le déboucheur liquide contient de la soude caustique en grande quantité, il convient de se protéger pour manipuler cette solution (blouse fermée, gants et lunettes obligatoires).

On prélève à l'aide d'une pipette jaugée 2 mL de la solution commerciale; on les verse dans la fiole jaugée de 100 mL et on complète à l'eau distillée jusqu'au trait de jauge.

Pour les schémas: voir fiche méthode distribuée au cours du 1er TP de chimie.

V. Exploitation:

V_équi = 14,1 mL, donc c_B = c_A.V_équi/ V_{déboucheur dilué} = 0,1.14,1/10 = 0,141 mol/L. Ceci est la concentration de l'échantillon dilué. La solution commerciale a une concentration c₀ = 50.c_B = 7,05 mol/L.

Remarque sur la précision du résultat: L'incertitude sur la mesure du volume de l'équivalence peut être estimée à 0,5 mL. Donc 13,6 mL < V_équi <14,6 mL; d'où 0,136 mol/L < c_B < 0,146 mol/L et 6,8 mol/L < c₀ < 7,3 mol/L

L'étiquette précise: la densité du liquide par rapport à l'eau: d = 1,25                           (1)

la proportion massique de soude: p = m_soude/m_solution = 23%            (2)

On connaît aussi la masse molaire de la soude: M_soude = 40 g/mol (3)

d = µ_solution/µ_eau avec µ_eau = 1000 g/L donc µ_solution = d.µ_eau = 1250 g/L                              (4)

µ_solution = m_solution/V_solution = m_soude/(p.V_solution) car m_solution = m_soude/ p d'après (2)

Donc µ_solution = m_soude/(p.V_solution) mais m_soude = n_soude.M_soude. Ainsi, µ_solution = (n_soude .M_soude)/(pV_solution)

Tous les paramètres en caractère gras sont connus. On peut en déduire que: n_soude/V_solution = p.µ_solution/ M_soude

Or n_soude/V_solution = c₀ donc c₀ = p.µ_solution/ M_soude = 0,23.1250/40 = 7,2 mol/L

Le résultat trouvé est comparable aux indications de l'étiquette.

Incertitude relative (7,2 – 7,05)/7,2 = 2%