 |
 |
 |
|
|
|
Objectif : Utiliser un capteur de pH et étudier une réaction entre une solution acide et une solution basique à l'aide d'un tel capteur.
| Question préliminaire: | Rappeler les zones de pH correspondant à des pH acides, neutre, puis basiques. |
| I Le capteur de pH | ||||||||||||||||
| Description: Il
est constitué par une électrode reliée à un pH-mètre. |
|
Une tension U est mesurable entre deux bornes situées à l'arrière du
pHmètre. On peut y brancher un voltmètre, ou encore une voie de l'ordinateur. |
||||||||||||||
| Précautions: | L'électrode est très fragile et sera
soulevée ou descendue avec précaution. Elle devra être rincée et essuyée avant d'être immergée dans une nouvelle solution. La partie sphérique doit être totalement immergée pour assurer un résultat correct. |
|||||||||||||||
| Etalonnage du pHmètre: a) Mettre en marche. b) Ajuster le bouton 1 à la température de la solution. c) Plonger l'électrode rincée et essuyée dans la solution tampon à pH 7. Régler le bouton 2 pour afficher la valeur 7,00 du pH. d) Plonger l'électrode rincée et essuyée dans la solution tampon à pH 4. Régler le bouton 3 pour afficher la valeur 4,00 du pH.
|
|
Une solution tampon est une solution dont le pH est stable (à voir dans une classe ultérieure). |
||||||||||||||
| Relation entre le pH et la
tension: Q 1: Rappeler le type de relation qui doit exister entre le pH et la tension U délivrée par le capteur si l'on veut l'utiliser pour des acquisitions à l'ordinateur. On se propose de trouver cette relation. On mesure le pH et la tension U délivrée par la sortie analogique à l'arrière du pH-mètre. |
On dispose de solutions très diverses, qui diffèrent par
leur pH:
|
Q 2: Classer ces substances selon leur
pH à l'aide de petits échantillons de papier pH.
|
||||||||||||||
| Q 3: Mesurer le pH et la tension U du pHmètre pour deux solutions acides et deux solutions basiques. |
|
Q 4: Quelle relation existe-t-il entre
le pH et U? pH = .... |
||||||||||||||
| Q 5: En conclusion, le pHmètre est-il utilisable pour des acquisitions à l'ordinateur? | ||||||||||||||||
|
||||||||||||||||
| II La réaction acide-base | ||
| Objectif: Etudier la réaction entre une solution d'acide chlorhydrique et une solution d'hydroxyde de sodium (soude). |
|
Une solution acide contient des ions hydronium H3O+. Une solution basique contient des ions hydronium hydroxyde OH- . |
| Lorsqu'on mélange une solution acide et une solution basique, il y a
réaction entre les ions hydronium et hydroxyde. Q 6: Ecrire l'équation-bilan correspondant à la réaction ci-contre. |
|
|
| Q 7: Quels ions restent en solution à la fin de la réaction? Comment se nomme alors la solution restante? |
|
Q 8: Quel doit être le pH de la solution lorsque la
réaction est terminée (à l'équivalence)
|
| Devinette 1: Je suis un acide et lors de mes rencontres, je cède volontiers un ion H+ (proton) . Qui suis-je? |
|
Devinette 2: Je suis une base et, lors de mes rencontres, je capture avec le plus grand plaisir un ion H+ (proton) . Qui suis-je? |
|
||
| III Dosage acide-base | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Objectif: On souhaite étudier l'évolution du pH au cours de la réaction. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Utiliser la poire à pipeter et veiller aux précautions pour assurer une bonne précision du volume d'acide chlorhydrique prélevé à la pipette.
|
Ajouter éventuellement un peu d'eau distillée dans le becher pour que la boule de l'électrode soit bien immergée.
|
Evacuer la bulle d'air située sous le robinet.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| La grandeur pH est liée à la tension par la relation : pH = 10 U. Q 9: Quelle est la valeur du pH qui correspond à 0V? |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurer pour avoir le pH sur la voie A. La voie B est inutilisée. Les volumes de solution d'hydroxyde de sodium seront entrés au clavier. (voir ci-contre si l'on n'est pas habitué). |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pour chaque volume entré au clavier (y compris 0), le pH est mesuré. |
Au cours d'un premier dosage, on versera 1 mL entre les mesures. Basculer les mesures dans regressi. Afficher le graphe de pH en fonction de Vb. |
Q 10: Estimer, d'après le graphe, la valeur du volume Vb versé au moment de l'équivalence. Justifier. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Recommencer un dosage. On prendra soin de verser de 0,2 mL en 0,2 mL à l'approche de l'équivalence. |
Basculer les mesures dans regressi. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Un indicateur coloré est une espèce chimique qui change de teinte sur un intervalle d'environ deux unités de pH (zone de virage). Voir ci-contre. |
|
Q 12: Quel est l'indicateur que vous choisiriez pour
indiquer que la réaction est terminée? Colorier sur le graphe la zone de virage. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
