Aurélie juin 05

Argentimétrie

d'après bac Afrique 2005.

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argentimétrie

L'argentimétrie groupe un certain nombre de dosages faisant intervenir le nitrate d'argent AgNO3 ( totalement dissocié Ag+ + NO3-). On utilise dans un premier temps la méthode de Mohr pour étalonner la solution de nitrate d'argent à l'aide d'une solution de chlorure de sodium de concentration connue. Puis on utilise la méthode de Charpentier-Volhard pour doser une solution d'acide chlorhydrique.

I. Méthode de Mohr :

  1. Principe : on précipite à l'état de chlorure d'argent les ions chlorures d'une solution de chlorure de sodium par addition d'une solution de nitrate d'argent à étalonner.
    - Ecrire l'équation de la réaction de dosage.
    On doit posséder un indicateur de fin de réaction : les ions chromate CrO42-(aq) qui donnent avec les ions argent un précipité rouge brique de chromate d'argent.
    - Donner l'équation de cette réaction de précipitation.
  2. En milieu basique pH>7,5, il y a précipitation des ion argent en hydroxyde d'argent AgOH(s). En milieu acide pH<6,5, le chromate d'argent est soluble. Préciser le domaine d'utilisation de la méthode de Mohr. Justifier.
  3. Indiquer de quel type de dosage, direct ou indirect, correspond la méthode de Mohr.
  4. Dans un erlenmeyer de 100 mL à col large placer une prise d'essai V1= 20,0 mL de la solution connue de chlorure de sodium de concentration c1 = 4,0 10-2 mol/L.. Ajouter 5 gouttes de la solution de chromate de potassium. Faire couler la solution de nitrate d'argent contenue dans une burette jusqu'à l'obtention d'une coloration orange de la solution.
    - Compléter le schéma légendé ci-dessous :

    Le virage est obtenu pour un volume de solution de nitrate d'argent versé Veq1=18,2 mL.
    - En déduire la concentration de la solution de nitrate d'argent.

II Méthode de Charpentier-Volhard :

A une prise d'essai de la solution d'acide chlorhydrique à titrer, contenant n0(Cl-) mol d'ion chlorure, on ajoute un excès connu n0(Ag+) mol d'ion argent issus de la solution de nitrate d'argent de concentration c0= 5,00 10-2 mol/L.

  1. Ecrire l'équation de cette première réaction consommant des ions argent.
    L'excès d'ion argent est précipité sous forme AgSCN(s) par des ion thyocyanate SCN-(aq). Soit néq(SCN-) la quantité ajoutée à l'équivalence.
    - Ecrire l'équation de cette deuxième réaction consommant des ions argent.
    - Retrouver la relation à l'équivalence : n0(Ag+) = n0(Cl-)+néq(SCN-)
    On utilise comme indicateur de fin de réaction, l'ion fer III qui donne avec l'ion thicyanate un ion complexe rouge sang.
  2. En milieu basique pH>7,5 AgOH précipite. Par ailleurs, l'hydroxyde de fer III précipite à pH>2.
    - Préciser le domaine d'utilisation de la méthode de Charpentier Volhard. Justifier.
    - Aurait-on pu utiliser la méthode de Mohr pour doser les ion chlorure de cette solution d'acide chlorhydrique ? Justifier.
  3. Indiquer de quel type de dosage, direct ou indirect, correspond la méthode de Charpentier-Volhard
  4. Dans un erlenmeyer de 100 mL à col large placer une prise d'essai de VA= 10,0 mL de la solution d'acide chlorhydrique : celle ci contient des ion chlorure à doser à la concentration CA. Ajouter environ 5 mL de solution d'acide nitrique. Ajouter V0= 25,0 mL de la solution de nitrate d'argent de concentration C0= 5,0 10-2 mol/L. Ajouter environ 5 mL de solution contenant des ions Fe3+(aq).
    Faire couler la solution de thiocyanate contenue dans la burette ( de concentration c2= 4,0 10-2 mol/L) jusqu'à l'obtention d'une coloration rouge. Le virage est obtenu pour un volume de solution de thiocyanate d'ammonium versé Véq2= 8,0 mL.
    En déduire la concentration CA de la solution d'ion chlorure. 



corrigé
équation de la réaction de dosage : Ag+(aq) + Cl-(aq) = AgCl(solide)

équation de cette réaction de précipitation : 2Ag+(aq) + CrO42- (aq) = Ag2CrO4 (solide)

La réaction de dosage ne doit pas être concurrencée par une autre réaction ( celle de précipitation de AgOH).

D'autre part l'indicateur coloré doit conduire à un changement de couleur ( précipitation chromate d'argent) à une goutte près pour être efficasse.

en conséquence le domaine d'utilisation de la méthode de Mohr est 6,5<pH <7,5.

la méthode de Mohr correspond à un dosage direct, en une seule étape.

à l'équivalence les quantité de matière des réactifs mis en présence sont en proportions stoechiomètriques :

C1V1 = C2 Veq1 ; C2=C1V1 /Veq1= 0,04*20 / 18,2 = 4,4 10-2 mol/L.


équation de cette première réaction consommant des ions argent : Ag+(aq) + Cl-(aq) = AgCl(solide)

deuxième réaction consommant des ions argent : Ag+(aq) + SCN-(aq) = AgSCN(solide)

Qtéde matière initiale d'ion argent : n0(Ag+)
Qté de matière d'ion argent consommé par la réaction (1) : n0(Cl-)

Qté de matière d'ion argent consommé par la réaction (2) :néq(SCN-)

d'où n0(Ag+)=n0(Cl-)+néq(SCN-)

La réaction de dosage ne doit pas être concurrencée par une autre réaction ( celle de précipitation de AgOH).

D'autre part l'indicateur coloré doit conduire à un changement de couleur (formation de l'ion complexe non concurrencée par la précipitation de l'ion fer III) à une goutte près pour être efficasse.

en conséquence le domaine d'utilisation de la méthode de Mohr est pH <2.

la méthode de Mohr ne convient pas pour doser les ions chlorure de cette solution d'acide chlorhydrique : la méthode de Mohr doit se dérouler pour un pH compris entre 6,5 et 7,5. La solution d'acide chlorhydrique a un pH inférieur à 6,5.

la méthode de Charpentier-Volhard correspond à un dosage indirect, se déroulant en deux étapes. On dose dans la seconde étape l'excès d'ion argent qui n'a pas réagi avec les ions chlorure ( étape 1)

n0(Ag+)=n0(Cl-)+néq(SCN-)

n0(Ag+)=C0V0 ; n0(Cl-)=VACA ; néq(SCN-) = Véq2C2 ;

C0V0= VACA +Véq2C2 ;

CA =(C0V0-Véq2C2)/VA=(0,05*25-8*0,04)/ 10 = (1,25-0,32)/10 = 9,3 10-2 mol/L.



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