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Partie I : La chimie qui mesure Objectifs

Partie I : La chimie qui mesure Objectifs. Détermination des quantités de matière : Espèces solides, liquides et gazeuses directement à l’aide de grandeurs physiques (m, P, V),

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Partie I : La chimie qui mesure Objectifs

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Presentation Transcript

  1. Partie I : La chimie qui mesureObjectifs • Détermination des quantités de matière : • Espèces solides, liquides et gazeuses directement à l’aide de grandeurs physiques (m, P, V), • Espèces ioniques dissoutes à l ’aide d ’un dosage par étalonnage en utilisant la conductance G, grandeur proportionnelle à la concentration des espèces ioniques, • Espèces dissoutes en mettant en jeu une transformation chimique impliquant une réaction chimique (analyses destructrices), dosage par titrage. • Notions nouvelles abordées : • dissolution d’un solide ionique, concentration, • conductance, conductivité, conductivité ionique molaire, • réactions et couples acide-base, réactions et couples oxydant/réducteur, • titrage, équivalence

  2. Concentration molaire apportée cConcentration molaire effective [..]des espèces dissoutes • Notations • - c : ce qui a été introduit dans la solution • - [X] :effectivement présent dans la solution • Exemple • solution aqueuse de sulfate de sodium • c = 0,1 mol.L-1 • d ’où [Na+] = 0,2 mol. L-1 et [SO42-] = 0,1 mol.L-1 • [Na2SO4]initial = c

  3. La conductance LE NOUVEAU Dosages par étalonnage  par titrage En utilisant une grandeur physique électrique, observable

  4. Pourquoi choisir la conductance (G mS) ? Illustration microscopique de la notion de courant électrique : Programme de physique de 1S(partie I-2) «  porteurs de charge : électrons et ions »

  5. V A GBF N500 Hz U = 1V Pourquoi choisir la conductance ? Cellules conductimétriques faciles à réaliser, à interpréter Conductance G = U/I

  6. G VOH- Veq pH Pourquoi choisir la conductance ? Analyse des difficultés des élèves sur la Notion d’équivalence Les élèves pensent souvent que la réaction ne se produit qu’à l’équivalence !

  7. Réponse G(mS) Variable contrôlée V(mL) Pourquoi choisir la conductance ? Grandeur physique variantlinéairement compétence transversale TICE Tableur

  8. Pourquoi choisir la conductance ? Technique très utilisée dans les laboratoires Courbes de titrage faciles à interpréter • Attention : • La linéarité est valable dans un certain domaine de concentration

  9. Trucs Astuces Conseils Solution diluée dans becher et concentrée dans burette (linéarité de la réponse) Protection des plaques de la cellule (limiter les effets de bord) Éviter la polarisation de la cellule  alternatif Attention aux impuretés : ça change conductivité ! Commencer par les exemples des documents d’accompagnement

  10. Principales relations Conductivité (en S.m-1) d’un électrolyte (M+, X-) de conductivités molaires respectives ioniques M et X En solution [M+] = [X-]  = [M+] (M+X) Conductance de la cellule Constante caractéristique de la cellule S/L G=  S/L Échelle des conductivités molaires ioniques : H+ > OH- > autres ions

  11. Conductimétrie (2) • Dosage par étalonnage utilisant la conductimétrie

  12. Conductimétrie (2) • Dosage par étalonnage utilisant la conductimétrie

  13. Conductimétrie (3) • Étude de courbes G = f(c) pour différents électrolytes

  14. Conductimétrie (3) • Étude de courbes G = f(c) pour différents électrolytes

  15. Conductimétrie (4) • Titrage acide-base utilisant la conductance

  16. n (becher) Avant Equivalence Après Comme H+ > Na+ G  G  Na+ Cl- OH- Na+ + OH- H+ G (mS) nOH- (versé) H3O++Cl- Tous les ions participent à la conduction Interprétation de courbes de dosage avec les conductivités molaires

  17. G VOH- Veq Dans le becher OH- nOH-= 0 H+ nH+= 0 nOH-= 0 = nH+ Na+ + OH- G (mS) H3O++Cl- Courbes de titrage Réactifs limitants

  18. A propos de l ’équivalence • Utilisation du tableau d ’évolution du système

  19. A propos de l ’équivalence • Utilisation du tableau d ’évolution du système

  20. A propos de l ’équivalence • Utilisation du tableau d ’évolution du système

  21. Exemples de confusions des élèves « A l’équivalence, les réactifs ont réagi dans les proportions stœchiométriques » C’est le cas tout au long du dosage ! « A l’équivalence, la quantité d’acide est égale à la quantité de base » A l’équivalence : acideinitial et baseversée ont disparu du becher !

  22. Nouvel environnement Définition de l’équivalence : changement de réactif limitantlors d’une transformation totale et instantanée des espèces chimiques contenues dans l’échantillon à doseret dans la solution titrante Conséquence : à l’équivalence, les quantités de réactifs titré et titrant sont toutes deux nulles dans le becher

  23. Chimie : liste de matériel (1)

  24. Liste de matériel (2)

  25. Liste de matériel (3)

  26. Liste de matériel (4)

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