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Wednesday, 10 July 2024

L -1 3. Dosage par étalonnage Un dosage est une technique qui permet de déterminer la concentration d'une espèce en solution. a. Position du problème On dispose au laboratoire d'une solution S contenant une espèce colorée de concentration connue C et d'une solution S' de concentration C' inconnue de la même espèce. b. Utilisation d'une échelle de teinte On réalise une échelle de teinte pour déterminer un encadrement de la concentration C'. Pour cela, on réalise des solutions diluées à partir de S, et on compare la couleur de la solution S' avec la couleur des autres solutions. Dans cet exemple, on peut encadrer C' de la manière suivante: 1. 10 -3 mol. L -1 < C' < 2. 10 -3 c. Courbe d'étalonnage On réalise plusieurs solutions diluées à partir de la solution S de concentrations connues. On choisit une longueur d'onde de travail adaptée, pour cela, on réalise une courbe A = f(l). Pour une longueur d'onde fixée, on réalise une courbe d'étalonnage. Pour cela, on mesure et on note l'absorbance de chaque solution diluée.

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L'énoncé On a une solution de permanganate de potassium de concentration inconnue $C_1$ et on veut connaître la quantité de matière présente dans cette solution. Pour s'assurer du résultat, on procède de deux manières différentes: un dosage des ions permanganates $MnO_4^-$ (aq) par les ions fer II $Fe^{2+}$ (aq); et un dosage par étalonnage spectrophotométrique. Les ions permanganates donnent à la solution une couleur violette. I. Dosage du permanganate de potassium par les ions fer II Pour effectuer ce dosage, on verse dans un bécher $20$ mL de la solution de permanganate de potassium de concentration $c_p$ inconnue. On remplit une burette graduée de solution d'ions fer II de concentration $[Fe^{2+}] = 1, 0 \times 10^{-2}$ mol/L. On verse millilitre par millilitre la solution d'ions fer II dans le bécher, jusqu'à ce que la solution contenue dans le bécher change de couleur. Le volume de solution d'ions fer II versé dans le bécher au moment du changement de couleur est appelé volume équivalent $v_E$; on a $v_E = 15$mL.

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Il faut soit diluer la solution S 2, soit refaire une gamme d'étalonnage. Retrouvez une explication du dosage en vidéo: Matthieu Colombel, Laissemoitaider Limites d'un dosage par étalonnage Les dosages par étalonnage réalisés dans ce chapitre supposent une relation de proportionnalité entre la concentration de l'espèce étudiée et la grandeur mesurée (conductance ou conductivité, absorbance). Ceci n'est valable que pour des solutions faiblement concentrées en solutés ioniques et à une température donnée. Retrouvez une explication du dosage par étalonnage en vidéo: Gamme d'étalonnage ➜ Un dosage conductimétrique concerne les solutions ioniques. ➜ Un dosage spectrophotométrique UV-visible concerne les espèces colorées absorbant dans le visible et les espèces incolores absorbant dans l'UV. Mesure de la conductivité ➜ La loi de Beer-Lambert est valable également dans le domaine infrarouge. Mais la spectrophotométrie IR n'est généralement pas utilisée pour réaliser des dosages par étalonnage au lycée.

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On trace la courbe d'absorbance en fonction de la concentration. La courbe est une droite passant par l'origine du repère. d. Détermination de la concentration La concentration C' doit être inférieure aux différentes valeurs des concentrations utilisées pour réaliser la courbe. Si la concentration C' est trop élevée, on réalise une dilution de la solution S'. On mesure l'absorbance A' (ordonnée) de la solution S' et on reporte sa valeur sur la courbe d'étalonnage. L'abscisse du point est la concentration C'. On détermine ainsi la valeur de la concentration C' par intrapolation.

Pour une espèce colorée: La spectrophotométrie permet de mesurer l'absorbance notée A, à la longueur d'onde λ. Pour les espèces ioniques: La conductimétrie permet de déterminer la conductivité en fonction de la concentration [X n+]. Attention aux unités, [X n+] s'exprime en mol. m -3 = 10 -3 mol. L -1): Si les ions présents en solution sont X n+ et Z m-, alors:. Avec σ la conductivité en S. m -1; λ i la conductivité molaire ionique de l'ion A i en S. m 2 -1; et les concentrations des espèces ioniques [A i] en mol. m -3. A l'aide des coefficients stoechiométriques de l'équation de dilution, on peut trouver une relation du type: D'autres techniques peuvent être utilisées mais elles sont en général moins précises. Il s'agit de la colorimétrie (échelles de teintes avec vérification visuelle), de la précipitation (échelle de mélanges plus ou moins concentrés), de la pressiométrie, etc.

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