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Bac Physique-Chimie

Amérique Sud 1

Dans cette vidéo, Mathis de Studio explique comment réaliser un titrage acido-basique suivi par conductimétrie pour déterminer la quantité d'acide lactique dans une solution désinfectante. Il propose un protocole expérimental pour préparer 100 ml de solution désinfectante diluée cinq fois en utilisant une pipette jaugée, une pro-pipette et une fiole jaugée. Il explique également comment calculer la concentration de l'acide lactique avant la dilution en utilisant la formule d'équivalence et le facteur de dilution, et comment déterminer le volume équivalent et la concentration avec une incertitude type. Mathis utilise un langage simple et clair pour rendre le cours SEO friendly.

Bonjour à tous, c'est Mathis de Studio et dans cette vidéo on va continuer dans cet exercice et on va utiliser cette solution désinfectante pour la titrer. En effet, la partie B traite de titrage de l'acide lactique dans la solution désinfectante. Avant la commercialisation du produit, un laboratoire réalise un test de qualité sur sa solution désinfectante et pour cela, un titrage acido-basique suivi par conductimétrie est réalisé après avoir dilué la solution désinfectante. Justement, en termes de dilution, il faut proposer un protocole expérimental pour préparer 100 ml de solution désinfectante diluée 5 fois. On a plusieurs alertes qui nous viennent directement. Attention, on nous parle de dilution, de volume, donc absolument il faut se pencher sur le facteur de dilution qui a minuitoirement apparaître. En termes de matériaux de dilution, de quoi est-ce qu'on a besoin? Il faut bien sûr une pipette jaugée, une pro-pipette, une fiole jaugée dans laquelle mettre le volume de la mère dans un premier temps et puis de l'eau distillée pour compléter jusqu'au trait de jauge. Alors justement, la question fatidique de savoir quel volume est-ce qu'il faut allouer à chaque prélèvement, il faut bien sûr parler du facteur de dilution que je me suis empressé de vous présenter. Alors, le facteur de dilution, on le rappelle, c'est bien sûr D qui est égal à la concentration de la mère sur la concentration de la fille, c'est égal au volume de la fille divisé par le volume de prélevée de la mère. Alors, quelles sont les différentes informations que l'on traite de dénoncer? On doit préparer 100 ml de solution désinfectante diluée, c'est-à-dire que le volume de la fille est égal à 100 ml, et puis on doit diluer 5 fois. Donc on note tout simplement que le volume de la fille, c'est 100 ml, est D égal à 5. Donc, d'après la relation, le volume de la mère est de 20 ml, on doit extraire 20 ml de la solution de base. Donc, on peut noter un protocole, c'est un protocole type qu'il faut ressortir en adaptant les différentes données. Donc, on va pouvoir le lire tous ensemble. Première étape, c'est bien sûr de prélever 20 ml de solution désinfectante avec une pipette jaugée de cette contenance. Il faut à chaque fois être le plus précis possible, c'est ça qui peut faire part du point, c'est des fois un peu bête puisqu'on a fait les calculs en amont, et il faut dans ce protocole glisser toutes les informations pour que n'importe quelle personne en TP de chimie puisse reprendre juste le protocole et faire toutes les manipulations. Deuxième étape, le verser dans une fiole jaugée de 100 ml et compléter jusqu'au trait de jauge, et enfin agiter. On aurait pu faire aussi plusieurs étapes intermédiaires, de dire remplir jusqu'à la moitié, puis agiter, puis re-remplir. Bref, là vu que c'est une dilution, c'est un peu moins important qu'une dissolution. Alors, ensuite, dans un bécher de 250 ml, on introduit un volume de 20, plus ou moins 0,05 ml de la solution désinfectante diluée. On ajoute 150 ml d'eau distillée. Le ditrage est réalisé par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration. En solité, apporté CB qui est égal à 1,0, plus ou moins 0,1, 10,1 mol par litre. Et finalement, la courbe obtenue est donnée sur l'annexe 1 à rendre avec la copie. Donc toujours bien vérifier quand on a des annexes à rendre avec les copies. Question 2. Schématiser et légender le dispositif de titrage sur la copie. Donc, le dispositif de titrage dont on disposait, on pouvait le représenter ainsi, avec le support élévateur, la cellule conductimétrique qui plongeait dans la solution titrée AH, une concentration qui nous est inconnue, la solution titrante de concentration CB, la solution titrante de H au moins et la plus, dans la burette graduelle, juste ici, avec le conductimètre qu'on a sur le côté. Voilà, c'est le schéma pour un suivi conductimétrique. Maintenant, question 3. Écrire l'équation de la réaction support du titrage. Eh bien, on titre ici un acide avec de la soude. Donc, il s'agit tout simplement d'une réaction acide-base, la réaction classique. AH plus H au moins donne A moins plus H2O, tout à que, sauf H2O qui est liquide, bien sûr. OK, on continue. Interpréter qualitativement le changement de pente au voisinage de l'équivalent, ce observé sur la courbe de titrage. Bon, on établit un changement de pente pour un suivi conductimétrique. Donc, à partir de là, pareil, on doit avoir des automatismes dans sa roue. Qu'est-ce qu'il faut se souvenir? Eh bien, pour une prévision d'évolution qu'on nous demande de faire comme ici, il faut faire un bilan d'ion dans le Bécher. Alors, qu'est-ce qu'il nous donne ce bilan d'ion? Quels sont tous les ions qui interviennent dans ce bilan? Eh bien, on a ici H au moins, A moins, et ne pas oublier N à plus qui est versé en même temps que H au moins et qui intervient ici dans les calculs et dans les prévisions d'évolution. Donc, on se rappelle les deux lignes, tout d'abord pour un volume qui est strictement inférieur au volume à l'équivalence. Eh bien, H au moins qui est versé, il n'y a pas d'évolution particulière pour H au moins puisqu'à partir du moment où il est versé, il réagit directement avec l'acide qui est présent dans le Bécher. Et vu qu'on n'est pas encore à l'équivalence, il reste de l'acide. Donc, automatiquement, dès qu'il est versé, il est consommé et donc sa concentration dans le Bécher est nulle. Tandis que la concentration de la base, bien sûr, elle augmente vu qu'elle est formée au fur et à mesure des millilitres qui sont versés. Et la concentration en N à plus, eh bien, elle augmente aussi vu que l'on verse la solution titrante juste ici qui contient des N à plus. Et puis, c'est un spectateur, donc il n'est pas touché. Maintenant, lorsque le volume est supérieur au volume équivalent, ça veut dire qu'il n'y a plus de AH à l'intérieur du Bécher, donc on continue à verser du H au moins et du N à plus. Donc, leur concentration augmente, tandis que A moins n'est plus formée, donc sa concentration stagne. Alors maintenant, est-ce qu'on peut justement évaluer ce changement de pente assez drastique que l'on remarque? Eh bien, dans le premier cas, on a deux augmentations particulières de A moins et de N à plus. Dans le deuxième cas, on a aussi deux augmentations particulières et le reste est bien sûr fixé. Donc, il faut simplement comparer la croissance de la conductivité selon A moins et la croissance de la conductivité selon H au moins. Or, justement, c'est là qu'interviennent les conductivités ioniques molaires et comme lambda H au moins est bien plus grand que lambda A moins, eh bien, on en déduit ce changement de pente vu que H au moins conduit bien mieux l'électricité, donc on a directement un bond de conductivité dès que le volume équivalent est passé. Alors, question 5. Déterminer graphiquement la valeur du volume à l'équivalence VE sur l'annexe 1 à rendre avec la copie, c'est bien réindiqué. Eh bien, on dispose de ce graphe-là. Donc, en traçant les deux segments de droite, juste ici, c'est ça qu'il faut mettre en parallèle, leurs croisements nous indiquent le volume équivalent de 8,6 mL. Bien sûr, on parle de base versée, de volume de base versée. Donc, on a ainsi déterminé le volume équivalent et on considère par la suite que l'incertitude type sur VE est de 0,1 mL. Il faut évaluer la concentration C de la solution d'acide lactique avant dilution, évaluer l'incertitude type sur la mesure, sans prendre en compte la contribution liée à la dilution. Et commenter. Alors, on remonte ainsi un peu le processus, en se souvenant du titrage en lui-même. Eh bien, qui dit titrage et calcul sur concentration nous dit qu'il faut ressortir la définition de l'équivalence, notre phrase préférée en chimie. À l'équivalence, les réactifs sont produits dans leur proportion stoichiométrique. Ainsi, on a la quantité d'acide dont on disposait qui est égale à la quantité de matière en base versée, c'est-à-dire la concentration de la base, fois le volume équivalent. Or, la concentration diluée, la concentration de la solution diluée, c'est justement cette quantité de matière divisée par VA. Donc la concentration diluée est égale à cette équation. Et finalement, si on fait réintervenir le facteur 5 de dilution, on a donc une concentration de base, C, qui s'égale à 5 fois CB fois VO, le tout divisé par VA. Et donc on obtient une application numérique à 0,22 mol par litre pour la concentration en acide initial. Et en utilisant la formule d'incertitude qui nous est donnée au tout début du sujet, dans les toutes premières données, on peut faire l'application numérique, trouver que l'incertitude est de 0,03 mol par litre, on se rappelle, en arrondissant à l'antisupérieur, et en gardant le dernier chiffre significatif, le premier chiffre significatif du résultat. Et donc on peut établir le résultat bien mis en forme, bien agencé comme il faut. On a donc une concentration qui est égale à 0,22, plus ou moins 0,03 mol par litre. Et donc là, voilà, notre résultat est propre, beau, il est souligné, et il n'est plus qu'à être corrigé par le correcteur pour qu'il nous attribue les points. Donc voilà, c'est la fin de cette première exercice, vraiment musclé, sur la chimie, bien être au clair, à la fois sur les titrages et sur l'acide base. Et voilà, on a balayé un grand champ de la chimie et aussi de la mathématiques. Donc c'était une exercice très complet, et à reprendre, je pense, dans les révisions de bac, c'est vraiment une exercice très importante. En tout cas, merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis on attaque maintenant les exercices en deuxième partie.

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