STANDARDISATION DES SOLUTIONS: EN QUOI CONSISTE-T-ELLE ET EXERCICES - CHIMIE - 2025

La standardisation des solutions est un processus qui permet la détermination exacte de la concentration d'une solution. Les substances utilisées à cet effet sont appelées étalons primaires.

Une solution est standardisée par la méthode de titrage volumétrique (titrage), soit par des techniques classiques, soit par des techniques instrumentales (potentiométrie, colorimétrie, etc.).

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Pour ce faire, l'espèce dissoute réagit avec un étalon primaire pesé au préalable. Par conséquent, l'utilisation de ballons volumétriques est essentielle pour ces analyses quantitatives.

Par exemple, le carbonate de sodium est un étalon primaire qui est utilisé dans la normalisation des acides, y compris l'acide chlorhydrique qui devient un titrant, car il peut être utilisé dans le titrage de l'hydroxyde de sodium. Ainsi, la basicité d'un échantillon peut être déterminée.

Des volumes du réactif sont ajoutés en continu jusqu'à ce qu'il ait réagi avec une concentration équivalente de l'analyte. Cela indique que le point d'équivalence du degré a été atteint; en d'autres termes, le titrant "neutralise" complètement l'analyte en le transformant en une autre espèce chimique.

On sait quand l'ajout du titrant doit être terminé en utilisant des indicateurs L'instant où l'indicateur change de couleur est appelé le point final du titrage.

Qu'est-ce que la normalisation?

La normalisation n'est rien de plus que l'obtention d'un étalon secondaire qui servira aux déterminations quantitatives. Comment? Car si vous connaissez sa concentration, vous pouvez savoir ce que sera l'analyte une fois qu'il aura été titré.

Lorsqu'une précision élevée est requise dans la concentration des solutions, la solution de titrant et la solution à laquelle elle va titrer sont standardisées.

Les réactions dans lesquelles la méthode de titrage est utilisée comprennent:

-Réactions acide-base. En utilisant la méthode volumétrique, la concentration de nombreux acides et bases peut être déterminée.

-Les réactions de réduction des oxydes. Les réactions chimiques qui impliquent une oxydation sont largement utilisées dans l'analyse volumétrique; comme, par exemple, les déterminations iodométriques.

-Les réactions de précipitation. Le cation argent précipite avec un anion du groupe des halogènes, comme le chlore, pour obtenir du chlorure d'argent, AgCl.

-Réactions de formation de complexes, par exemple la réaction de l'argent avec l'ion cyanure.

Caractéristiques des étalons primaires

Les substances utilisées comme étalons primaires doivent répondre à une série d'exigences pour remplir leur fonction de normalisation:

-Avoir une composition connue, sinon on ne saura pas exactement quelle quantité d'étalon doit être pesée (et encore moins calculer sa concentration ultérieure).

-Etre stable à température ambiante et résister aux températures nécessaires au séchage au four, y compris des températures égales ou supérieures à la température d'ébullition de l'eau.

-Avoir une grande pureté. Dans tous les cas, les impuretés ne doivent pas dépasser 0,01 à 0,02%. De plus, les impuretés peuvent être déterminées qualitativement, ce qui faciliterait l'élimination d'éventuels interférents dans les analyses (volumes erronés de réactif utilisé, par exemple).

-Soyez facile à sécher et ne peut pas être si hygroscopique, c'est-à-dire qu'ils retiennent l'eau pendant le séchage. Ils ne devraient pas non plus perdre du poids lorsqu'ils sont exposés à l'air.

-Ne pas absorber les gaz qui peuvent produire des interférences, ainsi que la dégénérescence du motif

-Réagir rapidement et stoechiométriquement avec le réactif titrant.

-Avoir un poids équivalent élevé qui réduit les erreurs qui peuvent survenir lors du pesage de la substance.

Exemples d'étalons primaires

Pour standardiser les bases

-Acide sulfosalicylique

-Acide benzoique

-Phtalate d'acide de potassium

-Acide sulfanilique

-Acide oxalique

Pour standardiser les acides

-Trishydroxyméthyl aminométhane

-Carbonate de sodium

-Borax (mélange d'acide borique et de borate de sodium).

-Tri-hydroxyméthyl-aminométhane (connu sous le nom de THAM)

Pour standardiser les réactifs redox

-Oxyde d'arseneux

-Fer

-Dichromate de potassium

-Cuivre

Exercices

Exercice 1

Une certaine quantité de carbonate de sodium (étalon primaire pour les acides) pesant 0,3542 g est dissoute dans l'eau et titrée avec une solution d'acide chlorhydrique.

Pour atteindre le point de retournement de l'indicateur méthylorange, ajouté à la solution de carbonate de sodium, 30,23 ml de la solution d'acide chlorhydrique ont été dépensés. Calculez la concentration de HCl.

C'est la solution qui va être normalisée, en utilisant le carbonate de sodium comme étalon principal.

Na ₂ CO ₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H ₂ O + CO ₂

pEq (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (poids moléculaire de Na ₂ CO ₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 Eq / mol)

= 53 g / Éq

Au point d'équivalence:

mEq HCl = mEq de Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCl = mg Na ₂ CO ₃ / pEq N _a CO ₃

30,23 mL x N HCl = 354, mg / (53 mg / mEq)

Et puis effacer la normalité du HCl, N:

30,23 mL x N HCl = 6,68 mEq

N HCl = 6,68 mEq / 30,23 mL

N HCl = 0,221 mEq / mL

Exercice 2

Le phtalate de potassium (KHP) est utilisé pour standardiser une solution de NaOH, un étalon primaire qui est un solide stable à l'air et facile à peser.

1,673 grammes de phtalate de potassium sont dissous dans 80 ml d'eau et 3 gouttes d'une solution d'indicateur de phénolphtaléine sont ajoutées, qui développe une couleur rose au point final du titrage.

Sachant que le titrage KHP consomme 34 mL de NaOH, quelle est sa normalité?

Poids équivalent de phtalate de potassium = 204,22 g / Eq

Au point final d'équivalence:

Equivalents of NaOH = Equivalents of KHP

VNaOH x N = 1,673 g / (204,22 g / éq)

Equivalents de KHP = 8,192 · 10 ^-3 Eq

Ensuite:

V NaOH x N OH = 8,192 · 10 ^-3 Éq

Et puisque 34 ml (0,034 L) ont été utilisés, il est remplacé dans l'équation

N NaOH = (8,192 · 10 ^-3 Eq / 0,034 L)

= 0,241 N

Exercice 3

Un échantillon de CaCO ₃ pur (un étalon primaire) pesant 0,45 g, est dissous dans un volume d'eau, et après sa solubilisation, est complété avec de l'eau à 500 ml dans une fiole jaugée.

Prenez 100 ml de la solution de carbonate de calcium et placez-le dans une fiole Erlenmeyer. La solution est titrée avec 72 mL d'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA), en utilisant l'indicateur noir ériochrome T.

Calculer la molarité de la solution AEDT

Au point d'équivalence du diplôme:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

V x molarité de l'EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

A partir de la dissolution du carbonate de calcium dans 500 ml, 100 ml ont été prélevés pour le titrage, soit 0,09 g (un cinquième de 0,45 g). Donc:

0,072 L x M EDTA = 0,09 g / 100,09 g / mol

M d'AEDT = 8,99 ^10-4 mol / 0,072 L

= 0,0125

Références

1. Galano Jiménez A. et Rojas Hernández A. (sd). Substances standard pour la normalisation des acides et des bases.. Récupéré de: depa.fquim.unam.mx
2. Standardisation des solutions titrant.. Récupéré de: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipédia. (2018). Solution standard. Récupéré de: es.wikipedia.org
4. Chimie 104: Standardisation des solutions acides et basiques. Récupéré de: chem.latech.edu
5. Day, RA et Underwood, AL (1989). Chimie analytique quantitative. 5e édition. Pearson, Prentice Hall.