TP Titrage d'une solution d'acide Sulfamique (1°S)

Bon voilà, j'ai un compte rendu de TP à faire pour la rentrée (je suis dans le Gard alors je suis en vacances là ). Mais je cale à quelques questions, et puis j'aimerai aussi une certaine.. "vérification", afin d'être sûr que ce que je fais n'est pas faux.

Bon, je vais taper tout le sujet, puis tout ce que j'ai rédigé sur mon compte-rendu, je sais que ce n'est pas forcément nécessaire, mais bon je me dis que ça pourrait être utile à des personnes qui tomberaient sur le même sujet que le mien

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Sujet :
Introduction :
L'acide sulfamique, de formule (NH₂-SO₃)H est l'acide présent dans la plupart des détartrants pour cafetière. Il se présente en sachets sous la forme d'une poudre blanche. Sur l'étiquette du détartrant on peut lire "détartrant à base d'acide sulfamique". Le but de ce TP est de savoir si cette poudre blanche en contient beaucoup ou non. Pour se faire, on va réaliser un titrage (par une solution d'hydroxyde de sodium) de la solution acide obtenue par dilution de la poudre dans l'eau. Un montage conductimétrique permettra de suivre le titrage.

Note : pour réaliser le dosage, on a prélevé 0,6g de détartrant en poudre et on l'a dilué dans 1L d'eau pour fabriquer une solution mère d'acide sulfamique de concentration C₁.

I/ Préparation du Dosage

Prélever 20mL de solution d'acide sulfamique de concentration molaire C₁. Diluer jusqu'à 100mL. On obtient ainsi une solution d'acide sulfamique de concentration C'₁ et de volume V'₁.

1) L'acide sulfamique est un acide fort : il est totalement dissocié dans l'eau. Écrire la réaction de l'acide sulfamique avec l'eau. Quelles sont les espèces chimiques présentes dans la solution mère?

2) Calculer C₁ puis C'₁

3) Écrire l'équation bilan de la réaction de titrage.

4) Faire un tableau d'avancement et en déduire la relation à l'équivalence entre les concentrations de solutions titrantes et titrées ainsi que leurs volumes.

5) Prévoir qualitativement l'évolution de la conductivité au cours du dosage

6) Pourquoi doit-on prévoir d'étalonner le montage conductimétrique? Dans notre cas, l'étalonnage se fera avec une solution étalon d'acide chlorhydrique de concentration 1,0.10^-3 mol.L^-1. Calculer sa conductivité Sigma en mS.cm^-1.


II/ Manipulations et mesures

Remplir la burette avec la solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire C₂ = 1,0.10^-2 mol.L^-1
Lancer le logiciel d'acquisition "Généris" [[Nous avons utilisé des ESAO]] et choisir comme capteur la sonde conductimétrique.
Etalonner le montage conductimétrique avec une solution étalon d'acide chlorhydrique à 10^-3 mol.L^-1.
Ajouter de la solution d'hydroxyde de sodium 2mL par 2mL et relever à chaque fois la conductance. Regrouper les résultats dans un tableau où V représentera le volume total de soude ajouté.


III/ Exploitation des résultats

1) Tracer la courbe sigma=f(V)
2) Prolonger à la règle les deux portions de droites obtenues et en déduire le volume équivalent V_e.
3) Calculer le pourcentage massique en acide sulfamique (solide) dans le détartrant.


IV/ Conclusion : rédigez une conclusion d'une dizaine de ligne.


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Mes réponses :


Compte rendu de physique-Chimie

Nous allons réaliser le titrage d'une solution d'acide sulfamique, afin de savoir si un détartrant de cafetière donné en contient beaucoup ou non. Nous nous servirons d'un montage conductimétrique pour suivre le titrage.
Nous avons ensuite prélevé 0,6g de détartrant en poudre et l'avons dilué dans 1L d'eau, afin d'obtenir solution mère de concentration C₁.

I/ Préparation du dosage

Nous avons prélevé 20mL de la solution de concentration C₁. Nous diluons le tout jusqu'à 100mL et obtenons ainsi une solution d'acide sulfamique de concentration C'₁ et de volume V'₁.

1) (NH₂SO₃)H + H₂O ---> NH₂SO₃^- + H₃O⁺
Les espèces chimiques présentes en solution mère sont NH2SO3- et H₃O⁺

2) M_(NH[sub]2SO₃)H[/sub] = (14 + 2 + 32,1 + 3*16)*1 = 96,1 g.mol^-1

n₁ = m/M = 0,6/96,1 = 6,24.10^-3 mol
C₁ = n₁/V₁ = 6,24.10^-3/1 = 6,24.10^-3 mol.L-1

Pour obtenir C'₁, on a dilué C₁ 5 fois. Donc C'₁ = C₁/5 = 1,25.10^-3 mol.L-1

3) L'équation bilan du titrage est : H₃O⁺ + OH^- --> 2 H₂O

4) Tableau d'avancement

H₃O⁺ + OH^- ---> 2 H₂O
Etat initial x=0 | n_H[sub]3O[/sub]⁺ | 0 || OSEF |
Etat intermédiaire x | n - nOH^- | 0 || OSEF |
Etat final x_max | 0 | 0 || OSEF |


5) La conductivité va suivre une évolution décroissante, car celle-ci est proportionnelle à la concentration des ions présents en solution, c'est à dire C_H[sub]3O⁺[/sub]

6) Je cale...


II/Manipulation et mesures

Pour effectuer la manipulation qui permet le titrage, nous avons rempli la burette avec la solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire C₂ = 1,0.10^-2 mol.L^-1.
Nous avons ensuite lancé un logiciel d'acquisition nommé "Généris" et nous avons choisi comme capteur la sonde conductimétrique.
Nous avons alors étalonné le montage conductimétrique avec une solution étalon d'acide chlorhydrique à 10^-3 mol.L^-1
Puis nous avons ajouté de la solution d'hydroxyde de sodium progressivement avec un pas de 2mL et nous avons relevé à chaque fois la conductance. Nous avons regroupé les résultats obtenus dans un tableau où V représente le volume total de soude ajouté.


III/ Exploitation des résultats

1) Bon là, je ne peux que décrire. On obtient une courbe décrivant une fonction affine qui est décroissante, puis qui redevient croissante par la suite.

2) Si on prolonge à la règle les deux droites obtenues, on voit que leur point d'intersection est V = 12mL, on en déduit donc qu'il s'agit du point de volume équivalent.

3) euhhh... Je reconnais que je ne me suis pas encore beaucoup penché sur la question, la I/ 6) me préoccupait déjà beaucoup. Je pense qu'une vois qu'on a trouvé le volume équivalent V_e, on a
le nombre de mole de H₃O⁺ initial (puisque C = n/V <=> n = C.V), et de là on peut en déduire le nombre de mole d'acide sulfamique, et donc ensuite la masse d'acide sulfamique contenue dans 0,6g de poudre, puis on calcule le pourcentage... non?

Enfin ce qui me chagrine, c'est que le prof nous a donné les conductivité ioniques molaires du H₃O⁺ et autres.. mais que je ne sais pas trop où est ce que je dois m'en servir...


Pour ce qui est de la conclusion, je pense dire quelque chose genre "en étudiant la conductivité d'une solution, on a pu trouver un volume pour lequel l'ensemble des ions présent en solution était nul. On en a donc déduit qu'il s'agissait là du volume équivalent, c'est à dire du volume ou tous les réactifs sont consommés. On a donc pu en déduire quel était le nombre de moles d'acide sulfamique présentes dans la solution, ce qui nous a permis de connaître la masse d'acide sulfamique présente dans 0,6 gramme de détartrant, et donc en déduire le pourcentage d'acide présent dans le détartrant. Ainsi on a trouvé une proportion d'acide égale à **%. On peut donc dire que le détartrant (n')est (pas) beaucoup concentré en acide.

Euh, on pourrait aussi me donner quelques avis pour ce qui est de "beaucoup" ou pas ? enfin je me dis que si y'a plus de 10% d'acide dans un détartrant, ça fait beaucoup mais bon, devrions nous prendre +/- de 50%