I. Definitions

Molarité
= Concentration molaire = Moles de soluté/Litres de solution

% Massique = % m/m
= 100 x Masse de soluté/Masse de solution

% Volumique = % V/V
= 100 x Volume de soluté/Volume de solution

Fraction molaire de l’élément A
= Moles de A/Moles totales

Molalité
= Moles de soluté / Kg de solvant

Solubilité
= 100 x Masse de soluté/ Masse de solvant

% m/V =
= 100 Masse du soluté (g)/ 100 mL de solution
= Masse du soluté (g)/ mL de solution

II. Titrage volumétrique:

Exemple : Calcium C_a²⁺ dans l’eau:
Volume d’eau = 100,0 mL
Concentration EDTA = 0.0200 N
Volume EDTA au point d’équivalence : 18.25 mL
Va Na = Vb Nb
Burette = Erlenmeyer
Donc :
Nb = Va Na/Vb
Nb = 18.25 x 0.0200 /100.0 = 3.650 x 10 ^-3 éq/L
N = 2M à M = N/2 = 1.825 x 10 ^-3 mol/L
Ca = 40.08 g/mol
M = 1.825 x 10 ^-3 x 40.08 g/L = 0.07315 g/L = 73.15 mg/L
1 ppm = 1 mg/l
Normalité = ζ Molarité
ζ est le nombre d’ions que peut céder l’élément correspondant en dissociation.
Ici ζ = 2
M = 73.15 ppm

III. Calcul de la concentration %m/m

Exemple: H2SO4
H2SO4 = 98.08 g/mol
Masse volumique ρ = 1.161 g/mL
Titrage volumétrique:
Volume acide = 25.0 + 0.5 mL
[NaOH] = 0.9002 N
Vbase1 = 23.75 + 0.05 mL
Vbase2 = 23.85
Vbase = (Vbase1 + Vbase)/2 = (23.75 + 23.85)/2 = 23.80 mL
25.0 [acide] = 0.9002 x 23.80
N = 0.857 éq/L
M = N/2 = 0.428 mol/L
M = 0.428 mol/L = 0.428 x 98.08 g/L = 42.0 g/L
ρ= 1.161 g/mL = 1161 g/L
M/ρ donne le pourcentage en masse – masse :
%m/m = M/ρ = 42.0/1161 = 3.6 %

IV. Calcul de la concentration %V/V

Exemple: Vinaigre Allen’s (acide acétique + eau):
ρ ²⁰ échantillon = 1.005 g/mL = 1005 g/L
d²⁰ ₄ acide acétique pur = 1.0492
Données du titrage
[NaOH] = 1.000 N
V vinaigre = 17.92 + 0.01 mL
V NaOH = 16.15 + 0.05 mL
[Vinaigre] = 16.15 x 1.000 /17.92 = 0.9012 N
M = N = 0.9012 mol/L
CH3COOH = 60.05 g/mol
M = 0.9012 x 60.05 g/L = 54.12 g/L = 54120 ppm
%m/m = M/ ρ ²⁰ = 54.12/1005 = 5.38 %
Échantillon: 1 g à 1/1005 L
V vinaigre : 17.92 mL à 54.12 g; donc 1 g à 0.01792/54.12 L;
%V/V = V vinaigre/V échantillon = 0.01792/54.12/1/1005 = 33.27%
Si la densité relative de l’échantillon d’acide acétique pur est
d²⁰ ₄ = 1.0492, donc sa masse volumique à T = 20 ^oC est de 1.0492 g/mL.
La concentration de la solution de cet acide à titrer est de 54.12 g/L.
Ainsi le pourcentage est de :
(0.05412 g/mL) / (1.0492 g/mL) = 5.2 %

IV. Calcul de la concentration %m/V

Exemple: Vinaigre Allen’s (acide acétique + eau):
%m/V = 100 Masse du soluté (g)/ 100 mL de solution
Ou :
%m/V = Masse du soluté (g)/ mL de solution
Donc :
%m/V = 0.1 M
M (g/L) = Masse du soluté (g)/ 1000 mL de solution = 0.001 x Masse du soluté (g)/ mL de solution
On a trouvé :
M = 54.12 g/L
Donc :
%m/V = 0.001 x 54.12 = 0.054 = 5.4%

But:

Détermination de la concentration %m/m de la solution d’acide sulfurique
Détermination de la concentration de calcium en ppm dans l’eau:

Principe

Partie I:

En mesurant la masse volumique d’une solution concentrée de H2SO4 et en titrant une solution diluée de cet acide, on détermine sa concentration.

Manipulations :

Mettre de l’eau distillée dans un ballon,
Tarer le ballon dans une balance à plateau,
Pipeter 10 mL de H2SO4
La verser dans le ballon
Noter la masse de H2SO4 M + 0.01 g
Calculer sa masse volumique ρ = M/10 mL
À l’aide d’un densimètre, comparer les densités
(Masse volumique (T) = Densité (T, 4) x 1000 g/L)

Compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge
Noter la concentration du titrant [Base]
Prélever 10.00 mL du ballon
Le verser dans un erlenmayer 250 mL
Ajouter l’indicateur coloré
Titrer rapidement à V1
Répéter le titrage à V2
V = (V1 + V2)/2
Calculer N, M, g/L selon les précisions. (N= 2M)
N = [Base] x V/10

Calculer %m/m = (g/L)/ ρ = [N/2] x 98.08 /1161

Partie II

En dosant une eau avec une solution standard d’EDTA (acide éthylènediaminotétraacétique), en détermine sa concentration en ppm.

Manipulations :

Remplir la burette avec l’EDTA, [EDTA] = Ned
Prendre 25.0 mL d’eau sur un cylindre gradué
Le verser dans un erlenmayer 250.0 mL
Titrer
Choisir le volume du titré Vt = multiple de 25
Mesurer le volume du titré au cylindre gradué Vt
Le verser dans un erlenmayer 250.0 mL
Ajouter 4 mL de NaOH 2.5 N, agiter et chauffer à 35oC
Ajouter 0.1 g ou une mesure d’indicateur murexide
Titrer jusqu’à l’obtention d’une coloration pourpre
Refaire le titrage deux fois à Ve
Calculer la concentration [eau] = Ved . (Ned/2)/Vt
En m, g/L et ppm.