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Physique-Chimie

Chimie

Méthode de suivi d'un titrage

Dans cette vidéo, Mathis de Studio étudie l'exercice de contrôle qualité visant à déterminer si une eau de brassage convient pour la fabrication d'une bière brune. Pour ce faire, un titrage conductimétrique est utilisé pour déterminer la concentration en ions Cl- de l'eau considérée. En analysant la courbe conductimétrique, on peut déterminer le volume équivalent et la concentration en mol par litre. En convertissant la concentration en mg par litre, on découvre que la concentration de l'eau de brassage n'est pas suffisante pour fabriquer de la bière brune conformément à la réglementation.

Bonjour à tous, c'est Mathis de studio. Dans cette vidéo, on va étudier un exercice qui devrait parler à plus d'un d'entre vous. En brasserie, les bières sont toutes produites selon le même procédé, vous le savez sans doute déjà. Cependant, en fonction de l'eau utilisée, toutes ne possèdent pas les mêmes caractéristiques. On dose un volume alors de 100 ml d'une eau de brassage par une solution de nitrate d'argent, Ag+, NO3-, de concentration connue C2 qui vaut 10 000 mol par litre. L'équation de la réaction support du dosage, elle nous l'est donnée. C'est une réaction de précipitation des ions argent et chlorure, Ag+, plus Cl- est égale à AgCl. Alors déterminer si cette eau de brassage convient pour la fabrication d'une bière brune. Alors vous connaissez la bière brune, mais vous ne savez pas, j'espère, la composition en ion. Ou alors c'est que vous êtes sacrément forts. Donc il y a pour la bière brune 100 à 300 mg d'ion bicarbonate et 100 à 200 mg par litre d'ion chlorure. C'est ça qui nous intéresse. Donc on va essayer de déterminer si la concentration considérée est dans les normes. Donc ça fait partie d'un ensemble d'exercices qui est sur le contrôle qualité, c'est-à-dire évaluer si ça correspond bien à une norme particulière. Alors, on va chercher à déterminer la concentration de l'eau considérée, de l'eau contenue dans le volume V0. Et bien sûr, on a un titrage pour nous aider, un titrage conductémétrique. Donc ce qu'on peut faire pour commencer, l'équation de bilan bien sûr qui va nous servir. C'est plus simple pour se repérer de quand même faire le schéma, et puis c'est toujours bien vu sur les copies. Donc on note la solution titrante dans la burette Ag³-C2, et puis la solution titrée dans la solution Cl- de concentration C1. OK. Donc là on a bien l'idée en place. À partir de là, qu'est-ce qu'on peut faire? Eh bien vu que c'est un suivi conductémétrique et qu'on va analyser la courbe, pour une analyse de courbe conductémétrique, eh bien on doit absolument faire un bilan d'espèces chargées. On ne peut pas passer à côté, c'est plutôt plaisant à faire. Alors, c'est quoi les espèces chargées qui interviennent à ce moment-là dans la réaction? Eh bien, on a bien sûr Cl1 et Ag± qui sont directement inscrits dans l'équation, mais on a aussi, ne pas oublier, NO3- qui est dans la burette, donc qui est versée, dont la concentration au sein du pêcheur varie lors de la réaction. Alors, on se rappelle les deux lignes, avant l'équivalence et après l'équivalence, et c'est parti pour le petit raisonnement mental. Alors, avant l'équivalence, qu'est-ce qu'on a? On a Cl- dans le pêcheur, la concentration, donc on va verser avec la burette des ions argent qui vont réagir avec les ions Cl-. Donc les ions Cl- vont disparaître, c'est pourquoi leur concentration diminue. Les ions Ag+, on pourrait avoir tendance à se dire, et c'est l'erreur la plus fréquente que je vois chez mes élèves, c'est on verse des ions Ag+, la concentration d'Ag- augmente. Mais non, puisqu'ils réagissent avec les ions Cl-. Donc, au final, il n'y a pas d'Ag- dans le pêcheur avant l'équivalence. Donc, leur concentration est nulle. OK. Finalement, les ions NO3-, eh bien, ici, on les verse, et puis ils sont spectateurs de réaction, donc au final, ils restent dans le pêcheur, et leur concentration augmente. Alors, au final, on a une espèce qui diminue et puis une espèce qui augmente, eh bien, que fait la conductivité? Eh bien, en fait, elle baisse un peu, vu qu'on se rappelle que c'est la somme des conductivités moellairioniques fois la concentration de chaque espèce chargée. Or, la conductivité moellairionique de Cl-, elle est supérieure à celle de NO3-. Donc, finalement, la conductivité baisse un peu. Après l'équivalence, donc ça veut dire qu'il n'y a plus de Cl- dans le pêcheur, eh bien, pour Cl- il n'y en a plus, et puis on continue de verser de la solution titrante qui contient du Hg+, et NO3-. Donc, ces deux espèces, leur concentration augmente dans le pêcheur. Donc, là, à ce moment-là, on a deux espèces chargées dont la concentration augmente, eh bien, la conductivité, elle augmente fortement. Donc, ça y est, on a déterminé que l'équivalence, c'était le moment où ça passait d'une conductivité qui baissait un peu à une conductivité qui augmentait fortement. Donc, à partir de là, on peut déterminer le volume équivalent en traçant les deux droites que l'on a déterminées juste avant. D'ailleurs, petit moyen de vérifier que son bilan, c'est pas forcément qu'il est bon, mais en tout cas, sur cet aspect, on peut trouver qu'il y a une erreur si on vérifie ça. Eh bien, au final, le bilan d'espèces chargées, je veux dire, avant ou après l'équivalence, il doit y avoir conservation de la charge à l'intérieur du bécher. Donc, avant, on enlève de la charge une charge moins, mais aussi on ajoute une charge moins. Donc, il y a bien conservation de la charge. Et puis après, on augmente en charge plus, ah oui, mais c'est compensé par une augmentation en charge moins, donc aussi, il y a bien égalité de la charge, enfin, conservation de la charge, qui arrive. Donc, maintenant qu'on a déterminé le volume équivalent, on se rebase sur l'équation bilan qu'on avait déterminée, et puis, c'est parti pour notre moment préféré. À l'équivalence, les réactifs sont introduits dans la proportion stoichiométrique, donc la quantité en C à la moins qu'il y avait initialement dans le bécher, divisé par 1, est égale à la quantité versée de la solution titrante, NaG+, divisé par 1. Finalement, en exprimant avec différentes concentrations, on a C1 x V0, qui est égale à C2 x Ve, donc C1 est égale à C2 x Ve, divisé par V0. L'application numérique nous donne 1,2 mMol par litre. Voilà, donc, finalement, lorsque l'on compare, on a des 1,2 mMol par litre, à la mince, nous on demande des mg par litre. Donc, ce n'est pas grave, on a juste à faire une application numérique de plus, en considérant la concentration massique, en multipliant par la masse molaire. Au final, on trouve 43 mg par litre, à la mince, ce n'est pas partie de la réglementation nécessaire pour être une bière brune. Donc, cet eau de brassage n'est pas assez concentrée pour fabriquer de la bière brune. Désolé pour vous, ce n'est absolument pas possible. Voilà, fin de cet exercice plutôt classique. Ne pas avoir bien en clair les idées, c'est super si vous arrivez à le refaire tout seul, vous êtes sur des bons rails. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et je vous dis à bientôt!

Dosage des ions dans une eau de brassage

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