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Calculs relatifs_____________________________ I. DefinitionsMolarité = 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 Ca2+ 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/mExemple: 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/VExemple: 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/VExemple: 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% Example: Concentration de solution d’acide sulfurique et de calcium dans l’eau____________________________________________________________ But:Détermination de la concentration %m/m de la solution d’acide sulfurique Détermination de la concentration de calcium en ppm dans l’eau: PrincipePartie 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 IIEn 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. _____________________________________________________________ |
