La méthode Mohr est une variante de l'Argentométrie, qui à son tour est l'un des nombreux domaines des volumes utilisés pour déterminer la teneur en ions chlorure dans les échantillons d'eau. La concentration de Cl - indique la qualité de l'eau, affectant ses propriétés organoleptiques telles que son goût et son odeur.
Cette méthode, conçue en 1856 par le chimiste allemand Karl Friedrich Mohr (106-1879), continue en vigueur en raison de sa simplicité et de son côté pratique. L'un de ses principaux inconvénients est cependant qu'il repose sur l'utilisation de chromate de potassium, K 2 CrO 4, un sel nocif pour la santé lorsqu'il pollue l'eau.
Le précipité de couleur brique de chromate d'argent marque le point final du titrage du chlorure par la méthode Mohr. Source: Anhella Comme il s'agit d'une méthode volumétrique, la concentration en ions Cl - est déterminée par titrages ou titrages. Dans ceux-ci, le point final, indiquant que le point d'équivalence a été atteint. Ce n'est pas un changement de couleur comme on le voit dans un indicateur acido-basique; mais la formation d'un précipité rougeâtre d'Ag 2 CrO 4 (image du haut).
Lorsque cette couleur rougeâtre ou brique apparaît, le titrage est terminé et, après une série de calculs, la concentration des chlorures présents dans l'échantillon d'eau est déterminée.
Fondamentaux
Le chlorure d'argent, AgCl, est un précipité laiteux qui se forme dès que les ions Ag + et Cl - sont en solution. Dans cet esprit, on pourrait penser qu'en ajoutant suffisamment d'argent à partir d'un sel soluble, par exemple du nitrate d'argent, AgNO 3, à un échantillon contenant des chlorures, nous pouvons tous les précipiter sous forme d'AgCl.
En pesant ensuite cet AgCl, la masse des chlorures présents dans l'échantillon aqueux est déterminée. Cela correspondrait à une méthode gravimétrique et non volumétrique. Cependant, il y a un problème: l'AgCl est un solide plutôt instable et impur, car il se décompose sous la lumière du soleil, et précipite également rapidement, absorbant toutes les impuretés qui l'entourent.
Par conséquent, AgCl n'est pas un solide à partir duquel des résultats fiables peuvent être obtenus. C'est probablement la raison pour laquelle l'ingéniosité de développer une méthode volumétrique pour déterminer les ions Cl - est apparue, sans qu'il soit nécessaire de peser aucun produit.
Ainsi, la méthode Mohr offre une alternative: obtenir un précipité de chromate d'argent, Ag 2 CrO 4, qui sert de point final à un titrage ou titrage des chlorures. Son succès a été tel qu'il est encore utilisé dans l'analyse des chlorures dans les échantillons d'eau.
Réactions
Quelles réactions ont lieu dans la méthode de Mohr? Pour commencer, nous avons des ions Cl - dissous dans l'eau, où l'ajout d'ions Ag + initie un équilibre de solubilité très déplacé à la formation du précipité d'AgCl:
Ag + (aq) + Cl - (aq) ⇋ AgCl (s)
D'autre part, dans le milieu, il doit également y avoir des ions chromate, CrO 4 2-, car sans eux le précipité rougeâtre d'Ag 2 CrO 4 ne se formerait pas:
2Ag + (aq) + CrO 4 2- (aq) ⇋ Ag 2 CrO 4 (s)
Donc, en théorie, il devrait y avoir un conflit entre les deux précipités, AgCl et Ag 2 CrO 4 (blanc vs rouge, respectivement). Cependant, dans l'eau à 25 ° C, AgCl est plus insoluble que Ag 2 CrO 4, de sorte que le premier précipite toujours avant le second.
En fait, Ag 2 CrO 4 ne précipitera pas tant qu'il n'y aura pas de chlorures avec lesquels former des sels; c'est-à-dire que l'excès minimum d'ions Ag + ne précipitera plus avec le Cl - mais avec le CrO 4 2-. On verra donc l'apparition du précipité rougeâtre, ce dernier étant le point final du bilan.
Processus
Réactifs et conditions
Le réactif doit entrer dans la burette, qui dans ce cas est une solution AgNO 3 à 0,01 M. Etant donné que l'AgNO 3 est sensible à la lumière, il est recommandé de recouvrir la burette d'une feuille d'aluminium une fois qu'elle a été remplie. Et comme indicateur, une solution à 5% K 2 CrO 4.
Cette concentration en K 2 CrO 4 garantit qu'il n'y a pas un excès considérable de CrO 4 2- par rapport à Cl -; Si cela se produit, Ag 2 CrO 4 précipitera en premier lieu à AgCl, même si ce dernier est plus insoluble.
En revanche, le pH de l'échantillon d'eau doit avoir une valeur comprise entre 7 et 10. Si le pH est supérieur à 10, l'hydroxyde d'argent précipitera:
Ag + (aq) + OH - (aq) ⇋ AgOH (s)
Tandis que si le pH est inférieur à 7, l'Ag 2 CrO 4 deviendra plus soluble, étant nécessaire d'ajouter un excès d'AgNO 3 pour obtenir le précipité, ce qui altère le résultat. Cela est dû à l'équilibre entre les espèces CrO 4 2- et Cr 2 O 7 2-:
2H + (aq) + 2CrO 4 2- (aq) ⇋ 2HCrO 4 - (aq) ⇋ Cr 2 O 7 2- (aq) + H 2 O (l)
C'est pourquoi le pH de l'échantillon d'eau doit être mesuré avant d'appliquer la méthode Mohr.
Évaluation
Le titrant AgNO 3 doit être standardisé avant le titrage, en utilisant une solution de NaCl.
Une fois que cela est fait, 15 ml de l'échantillon d'eau sont transférés dans une fiole Erlenmeyer, dilués avec 50 ml d'eau. Cela aide que lorsque les 5 gouttes d'indicateur K 2 CrO 4 sont ajoutées, la couleur jaune du chromate n'est pas si intense et n'empêche pas le point final d'être détecté.
Le titrage est lancé en ouvrant le robinet de burette et en laissant tomber la solution AgNO 3. On verra que le liquide dans le ballon deviendra trouble jaunâtre, un produit de l'AgCl précipité. Une fois que la couleur rougeâtre est appréciée, arrêtez le titrage, secouez le ballon et attendez environ 15 secondes.
Si le précipité d' Ag 2 CrO 4 se dissout à nouveau, ajoutez d'autres gouttes d'AgNO 3. Lorsqu'il reste constant et inchangé, le titrage est terminé et le volume délogé de la burette est noté. A partir de ces volumes, facteurs de dilution et stoechiométrie, la concentration des chlorures dans l'échantillon d'eau est déterminée.
Applications
La méthode de Mohr s'applique à tout type d'échantillon aqueux. Il permet non seulement de déterminer les chlorures, mais aussi les bromures, Br -, et les cyanures, CN -. C'est donc l'une des méthodes récurrentes pour évaluer la qualité de l'eau, que ce soit pour la consommation ou pour les procédés industriels.
Le problème de cette méthode réside dans l'utilisation de K 2 CrO 4, un sel hautement toxique à cause du chromate, et qui a donc un impact négatif sur les eaux et les sols.
C'est pourquoi nous avons cherché comment modifier la méthode pour se passer de cet indicateur. Une option consiste à le remplacer par du NaHPO 4 et de la phénolphtaléine, où le sel AgHPO 4 est formé en modifiant suffisamment le pH pour obtenir un point final fiable.
Références
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- Angeles Mendez. (22 février 2012). Méthode de Mohr. Récupéré de: quimica.laguia2000.com
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- Daniele Naviglio. (sf). Méthode Mohr. Apprentissage Web Federica. Récupéré de: federica.unina.it
- Hong, TK, Kim, MH et Czae, MZ (2010). Détermination de la chlorinité de l'eau sans l'utilisation d'indicateur de chromate. Revue internationale de chimie analytique, 2010, 602939. doi: 10.1155 / 2010/602939