1999 : Dosage d’un acide fort et d’une base forte

 

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On se propose d'étudier le dosage d'une solution d'acide sulfurique de concentration molaire volumique inconnue \ C_{a} et de volume V_{a}=50cm^{3} par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration C_{b} également inconnue. On reléve le pH du mélange pour différentes valeurs du volume V de solution basique versé.

 Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci -- dessous :

 

V(cm^{3}) 5 10 15 35 45 50 60
pH 2,04 2,12 2,42 2,67 3,16 4,03 10,77
N(H_{3}O^{+})              

 

Déduire des résultats précédents la relation : \left[ H_{3}O^{+}\right] \left( V_{e}+V\right)=C_{b}\left( V_{E}-V\right) .

1. Ecrire l'équation bilan de la réaction et exprimer les concentrations molaires volumiques

\left[ Na^{+}\right] , \left[ SO_{4}^{2-}\right] et \left[ H_{3}O^{+}\right] du mélange en fonction de C_{a},C_{b} , V et V_{a}. On se limitera à la partie du dosage avant l'équivalence.

2. Définir l'équivalence acido -- basique ; exprimer le volume à l'équivalence V_{E} en fonction de C_{a}, C_{b} et V_{a}. Déduire des résultats précédents la relation :\left[ H_{3}O^{+}\right] \left( V_{e}+V\right) =C_{b}\left( V_{E}-V\right) .

3. On pose N \left( H_{3}O^{+}\right) =\left[ H_{3}O^{+}\right] \left(V_{e}+V\right) =10^{-pH}\left( V_{e}+V\right)

3.1. Compléter le tableau ci -- dessus et tracer la courbe N(H3O+)=f(V)

Echelle en ordonnée : 0,041 mole pour 1cm et en abscisse :5cm^{3} pour 2cm

3.2. Déterminer graphiquement la concentration de la solution d'hydroxyde de sodium utilisée et le volume à l'équivalence V_{E}.

Calculer la concentration molaire volumique C_{a} de la solution d'acide sulfurique

 

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