TP : DOSAGE COMPLEXOMETRIQUE Dtermination de la duret totale
dune eau Dtermination de la duret calcique dune eauLa prsence dions
calcium Ca2+ et dions magnsium Mg2+ en trop grande quantit dans une
eau peut poser des problmes de dpts solides ( calcaire ) dans les
conduites. A linverse une eau trop peu riche en ions calcium et
magnsium est une eau agressive vis vis des canalisations et entrane
la dissolution despces indsirables comme le plomb. La duret totale
dune eau est mesure par la quantit dions calcium et dions magnsium
dans une eau. On dfinit le degr hydrotimtrique TH par : 1TH = 0,1
mmol.L-1 dions Ca2+ et/ou dions Mg2+ La qualit de leau est qualifie
ainsi (de faon indicative) : de 0 5 TH : eau trs douce de 5 15TH :
eau douce de 15 25TH : eau demi-dure > 25 TH : eau dure
I- Principe du dosage Les dosages par complexation sont bass sur
la formation de complexes trs stables entre un ion central et un
ligand. Le ligand utilis est lthylnediaminettraactate ou EDTA. Il
sagit dun ligand hexadentate. En prsence dions calcium et magnsium,
ce ligand forme un complexe dont la gomtrie est la suivante :
LEDTA est un ttraacide not H4Y (pKA1=2/ pKA2=2,7/ pKA3=6,2/
pKA4=10,2). Pour lobtenir lion hexadentate Y4- on doit se placer au
voisinage de pH=10. Lion Y4- ragit avec les ions Mg2+ et Ca2+ selon
: Ca2+ + Y4Mg2+ + Y4CaY2MgY2pKD1 = 10,65 pKD2 = 8,85
Les complexes forms sont incolores : il y a donc ncessit dun
indicateur de fin de raction. On utilise un agent complexant : le
noir riochrome T ou NET. En prsence dions magnsium le NET donne un
complexe rouge-violet Mg-NET2+. La couleur du NET libre en solution
est bleue. Le dosage se droule ainsi : - introduction du NET en
prsence des ions doser, donc formation du complexe Mg-NET2+
rouge-violet. - on verse lEDTA qui complexe les ions calcium puis
les ions magnsium sous forme CaY2- et MgY2- . - lorsque tous les
ions calcium et magnsium libres ont ragi, il reste doser les ions
magnsium du complexe Mg-NET2+ :le complexe Mg-NET2+ est alors
dtruit par formation du complexe MgY2-, plus stable. Le NET se
retrouve donc sous forme libre, bleue.
Terminale STL- JPF- LEGTA AURILLAC
II- Dtermination de la duret totale de leau dHpar
1-Exprience-Prlever un volume V1= 10 mL deau dHpar dans un
erlenmeyer. -Ajouter 20 mL de tampon ammoniacal de pH=10. -Ajouter
une goutte de NET -Doser par une solution dEDTA de concentration
molaire C2= 0,01 mol.L-1 jusquau changement de couleur du rouge au
bleu. -Faire deux essais (conserver une couleur tmoin) pour
dterminer V2.
2-Exploitationa- Justifier pourquoi le complexe CaY2- se forme
avant le complexe MgY2-. b- Etablir la relation entre nEDTA, nMg2+
et nCa2+. c- Etablir la relation entre C1 (concentration molaire en
ions Ca2+ et Mg2+) et V1, V2 et C2. d- Calculer C1 pour les deux
essais et effectuer ventuellement un troisime essai (cart type de
rptabilit : sr=0,2 mmol.L-1). Exprimer C1 en mmol.L-1 et en TH. e-
Comparer avec lindication de la bouteille que vous transformerez en
mmol.L-1 (M(Ca) = 40,1 g.L-1 /M(Mg) = 24,3 g.L-1) et calculer le
pourcentage derreur relative.
III- Dtermination de la duret totale dune eau de
distributionRefaire lexprience avec une eau du robinet avec une
prise dessai de 50 mL (cart type de rptabilit : sr=0,01
mmol.L-1)
IV- Dtermination de la duret calcique de leau dHpar 1-PrincipeOn
souhaite doser les ions calcium seulement. On va se placer pH=13
par ajout de soude. A ce pH, les ions magnsium ont prcipit sous
forme dhydroxyde de magnsium. Il ne reste alors que les ions
calcium qui sont dos par lEDTA en prsence de lindicateur de Patton
et Rieder.
2-Exprience-Prlever un volume V1= 10 mL deau dHpar dans un
erlenmeyer. -Ajouter 20 gouttes de soude dilue au 1/2. -Ajouter une
pointe de spatule dindicateur de Patton et Rieder. -Doser par une
solution dEDTA de concentration molaire C2= 0,01 mol.L-1 jusquau
changement de couleur. -Faire deux essais (conserver une couleur
tmoin) pour dterminer V2.
3-Exploitationa- Ecrire la raction de prcipitation des ions
magnsium. b- Ecrire la raction du dosage. c- Etablir la relation
entre C1 (concentration molaire en ions Ca2+ ) ,V1, V2 et C2. d-
Calculer C1 pour les deux essais et effectuer ventuellement un
troisime essai (cart type de rptabilit : sr=0,2 mmol.L-1). Exprimer
C1 en mmol.L-1 et lexprimer en TH. e- Calculer C1 en mg.L-1 (M
(Ca)=40,1 g.L-1 ), comparer avec lindication de la bouteille et
calculer le pourcentage derreur relative.
Terminale STL- JPF- LEGTA AURILLAC
