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Chapitre 13

Chimie analytique (partie 4/16)

Lecture : 15 minQuiz de 10 questions

## Objectifs et prérequis À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - expliquer le principe des dosages complexiométriques et choisir l’indicateur adapté ; - réaliser le calcul de la concentration d’un ion métallique à partir du volume d’EDTA consommé ; - décrire les conditions nécessaires à une precipitation gravimétrique sélective et écrire l’équation de réaction correspondante ; - déterminer la masse théorique d’un précipité à partir de la masse ou de la concentration de l’analyte ; - effectuer un calcul gravimétrique direct pour obtenir la teneur d’un échantillon en un composé donné. **Prérequis** : notions d’équilibre acido‑basique, de constante de formation (Kf), de produit de solubilité (Ksp), de stoichiométrie et de maîtrise des unités du Système International (mol, L, g). > **Définition** : Un dosage complexiométrique est une titration où l’analyte forme un complexe stable avec un ligand (souvent l’EDTA) permettant de suivre l’évolution de la concentration du ligand libre par un indicateur colorimétrique. ## Introduction contextualisée L’analyse quantitative repose sur la mesure d’une propriété physique ou chimique liée à la quantité de substance présente. Deux grandes familles de méthodes sont utilisées au lycée : les titrations (volumétriques) et les dosages gravimétriques. Les dosages complexiométriques, apparus dans les années 1940 avec l’introduction de l’EDTA, offrent une grande sélectivité pour les ions métalliques grâce à la formation de complexes très stables (Kf ≈ 10⁸‑10²⁰). Le dosage gravimétrique, quant à lui, repose sur la precipitation d’un composé peu soluble dont la masse est directement proportionnelle à la quantité d’analyte. Ces deux approches sont complémentaires : la complexométrie permet des analyses rapides en solution, tandis que la gravimétrie fournit des résultats de haute précision lorsqu’on peut isoler et peser un précipité pur. ## I. Dosages complexiométriques (Leçon 9) ### 1. Principe et réactions Le ligand le plus utilisé est l’acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA), sous sa forme totalement déprotonée Y⁴⁻. La réaction générale avec un ion métallique Mⁿ⁺ est : \[ \text{M}^{n+} + \text{Y}^{4-} \rightleftharpoons \text{MY}^{(n-4)} \] La constante de formation Kf est définie par : \[ K_f = \frac{[\text{MY}^{(n-4)}]}{[\text{M}^{n+}][\text{Y}^{4-}]} \] Une titration se déroule en ajoutant une solution étalon d’EDTA à la solution contenant l’ion Mⁿ⁺ jusqu’à l’équivalence, point où tout l’analyte est complexé. ### 2. Indicateur et pH L’indicateur doit changer de couleur lorsque la concentration du métal libre varie fortement autour de l’équivalence. Les indicateurs métallochromes (ex. : Eriochrome Black T pour Ca²⁺/Mg²⁺, Patton‑Reeder pour Zn²⁺) sont des composés qui forment eux‑mêmes un complexe coloré avec le métal ; la libération du métal par l’EDTA provoque un changement de couleur. Le pH doit être maintenu dans un domaine où l’EDTA est largement sous forme Y⁴⁻ (pH ≈ 10 pour la plupart des cations divalents) afin d’éviter la protonation du ligand qui diminuerait Kf. > **Règle** : Pour un dosage complexiométrique réussi, choisir un pH où α_Y⁴⁻ (fraction de Y⁴⁻) > 0,9 et un indicateur dont le changement de couleur se situe dans l’intervalle de pH où la titration présente un saut brusque de pM (pM = −log[Mⁿ⁺]). ### 3. Démonstration de la relation entre Kf et le saut de pM Après l’équivalence, lorsque l’EDTA est en excès, la concentration du métal libre [Mⁿ⁺] est liée à la concentration de l’EDTA libre C_EDTA (excès) et à Kf par : \[ [\text{M}^{n+}] = \frac{C_{\text{EDTA}}}{K_f \cdot \alpha_{Y^{4-}}} \] En prenant le logarithme négatif : \[ \text{pM} = -\log[\text{M}^{n+}] = -\log C_{\text{EDTA}} + \log K_f + \log \alpha_{Y^{4-}} \] Ainsi, un saut de pM d’environ 2 unités correspond à une variation de Kf de deux ordres de grandeur, ce qui explique la netteté du changement de couleur de l’indicateur. ### 4. Exemples entièrement résolus **Exemple 1 – Dosage de Ca²⁺ par EDTA (pH = 10, indicateur Eriochrome Black T).** Données : 25,0 mL d’une solution inconnue de Ca²⁺ sont titrés avec une solution d’EDTA 0,0100 M. Volume d’EDTA à l’équivalence : 22,4 mL. Calcul : \[ n_{\text{EDTA}} = C_{\text{EDTA}} \times V_{\text{EDTA}} = 0,0100\ \text{mol·L}^{-1} \times 0,0224\ \text{L} = 2,24\times10^{-4}\ \text{mol} \] Comme la réaction est 1 : 1, \(n_{\text{Ca}^{2+}} = n_{\text{EDTA}}\). \[ [\text{Ca}^{2+}] = \frac{n_{\text{Ca}^{2+}}}{V_{\text{échantillon}}} = \frac{2,24\times10^{-4}\ \text{mol}}{0,0250\ \text{L}} = 8,96\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1} \] Résultat : \([Ca^{2+}] = 8,96\ \text{mmol·L}^{-1}\). **Exemple 2 – Dosage de Zn²⁺ en présence de Cu²⁺ (masquage avec thiosulfate).** On veut déterminer uniquement Zn²⁺ dans un mélange contenant aussi Cu²⁺. On ajoute un excès de thiosulfate (S₂O₃²⁻) qui forme un complexe stable avec Cu²⁺ (Cu(S₂O₃)₃⁵⁻), empêchant sa réaction avec l’EDTA. Le pH est réglé à 5,5 (indicator : Xylénol Orange). Données : 30,0 mL du mélange sont titrés avec EDTA 0,0050 M ; volume d’EDTA à l’équivalence : 18,7 mL. Calcul : \[ n_{\text{EDTA}} = 0,0050 \times 0,0187 = 9,35\times10^{-5}\ \text{mol} \] Seul Zn²⁺ réagit, donc \(n_{\text{Zn}^{2+}} = 9,35\times10^{-5}\ \text{mol}\). \[ [\text{Zn}^{2+}] = \frac{9,35\times10^{-5}}{0,0300} = 3,12\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1} \] Résultat : \([Zn^{2+}] = 3,12\ \text{mmol·L}^{-1}\). ## II. Dosage gravimétrique : principe et réactions (Leçon 10) ### 1. Principe général Un dosage gravimétrique consiste à transformer l’analyte en un précipité insoluble, pur, de composition connue, puis à peser ce précipité. La masse mesurée (mₚ) est liée à la quantité d’analyte (nₐ) par le facteur de gravimétrie (F) : \[ m_p = \frac{n_a \times M_{\text{précipité}}}{F} \] où \(M_{\text{précipité}}\) est la masse molaire du précipité et F tient compte de la stoichiométrie (souvent F = 1 si une mole d’analyte donne une mole de précipité). ### 2. Conditions de précipitation sélective Pour obtenir un précipité pur, il faut : - choisir un réactif qui précipite sélectivement l’analyte en présence d’éventuels interferents ; - travailler à un pH où l’ion analyte est sous la forme qui réagit (ex. : OH⁻ pour les hydroxydes) ; - éviter la coprécipitation et l’occlusion en effectuant une digestion (chauffage doux) et/ou en ajoutant un agent de coagulation (ex. : nitrate d’ammonium pour AgCl). > **Règle de solubilité** : Un précipité est considéré comme analytiquement utile si son produit de solubilité Ksp est inférieur à 10⁻⁸ à la température de travail, garantissant une faible solubilité résiduelle. ### 3. Réactions de précipitation classiques | Analyte | Réactif de précipitation | Précipité formé | Équation (simplifiée) | |---------|--------------------------|----------------|----------------------| | Cl⁻ | AgNO₃ (solution diluée) | AgCl (s) | \(\text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl}\downarrow\) | | SO₄²⁻ | BaCl₂ (solution aqueuse) | BaSO₄ (s) | \(\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow\) | | Fe³⁺ | NH₄OH (excès) | Fe(OH)₃ (s) | \(\text{Fe}^{3+} + 3\text{OH}^- \rightarrow \text{Fe(OH)}_3\downarrow\) | | PO₄³⁻ | (NH₄)₂MoO₄ + HNO₃ (réactif de molybdate) | (NH₄)₃[PMo₁₂O₄₀] (s) | réaction complexe, hors programme de base | ### 4. Démonstration de la relation entre Ksp et la solubilité résiduelle Pour un précipité AB qui se dissocie selon : \[ \text{AB}_{(s)} \rightleftharpoons \text{A}^+_{(aq)} + \text{B}^-_{(aq)} \] Le produit de solubilité est : \[ K_{sp} = [\text{A}^+][\text{B}^-] \] Si la solubilité s (mol·L⁻¹) est telle que \([\text{A}^+] = [\text{B}^-] = s\), alors : \[ K_{sp} = s^2 \quad \Rightarrow \quad s = \sqrt{K_{sp}} \] Exemple : pour AgCl, \(K_{sp}=1,8\times10^{-10}\) à 25 °C → \(s = \sqrt{1,8\times10^{-10}} = 1,34\times10^{-5}\ \text{mol·L}^{-1}\). Cette faible concentration justifie que la masse de AgCl perdue en solution soit négligeable lors du pesage. ### 5. Exemples entièrement résolus **Exemple 1 – Dosage de Cl⁻ par precipitation d’AgCl.** On dispose de 50,0 mL d’une solution contenant des ions chlorure. On ajoute une solution excédentaire de AgNO₃ 0,0200 M jusqu’à complète precipitation, on filtre, lave, sèche et pèse le précipité AgCl obtenu : m(AgCl) = 0,285 g. Calcul : Masse molaire AgCl = 107,87 (Ag) + 35,45 (Cl) = 143,32 g·mol⁻¹. \[ n_{\text{AgCl}} = \frac{0,285\ \text{g}}{143,32\ \text{g·mol}^{-1}} = 1,99\times10^{-3}\ \text{mol} \] Comme la réaction est 1 : 1, \(n_{\text{Cl}^-}=n_{\text{AgCl}}\). \[ [\text{Cl}^-] = \frac{1,99\times10^{-3}\ \text{mol}}{0,0500\ \text{L}} = 3,98\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} \] Résultat : \([Cl^-] = 39,8\ \text{mmol·L}^{-1}\). **Exemple 2 – Dosage de SO₄²⁻ par precipitation de BaSO₄.** Un échantillon de 25,0 mL d’acide sulfurique dilué est traité avec une solution excédentaire de BaCl₂ 0,0150 M. Après filtration, lavage et séchage, le précipité BaSO₄ pèse 0,412 g. Masse molaire BaSO₄ = 137,33 (Ba) + 32,07 (S) + 4×16,00 (O) = 233,39 g·mol⁻¹. \[ n_{\text{BaSO}_4} = \frac{0,412\ \text{g}}{233,39\ \text{g·mol}^{-1}} = 1,77\times10^{-3}\ \text{mol} \] Réaction : \(\text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow\) (1 : 1). Donc \(n_{\text{SO}_4^{2-}} = 1,77\times10^{-3}\ \text{mol}\). \[ [\text{SO}_4^{2-}] = \frac{1,77\times10^{-3}}{0,0250\ \text{L}} = 7,07\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} \] Résultat : \([SO_4^{2-}] = 70,7\ \text{mmol·L}^{-1}\). ## III. Calculs gravimétriques directs (Leçon 11) ### 1. Masse théorique du précipité Si l’on connaît la quantité d’analyte (nₐ) ou sa concentration (Cₐ) et le volume d’échantillon (V), la masse théorique du précipité (mₜₕ) s’obtient par : \[ m_{th} = n_a \times M_{\text{précipité}} = C_a \times V \times M_{\text{précipité}} \] ### 2. Facteur de gravimétrie (F) Dans certains cas, la stoichiométrie n’est pas 1 : 1. Par exemple, la precipitation de Mg²⁺ sous forme de Mg₂P₂O₇ nécessite deux ions Mg²⁺ pour une unité de précipité. Le facteur de gravimétrie est alors : \[ F = \frac{\text{nombre de moles d’analyte}}{\text{nombre de moles de précipité}} \] La masse réelle attendue devient : \[ m_{th} = \frac{n_a}{F} \times M_{\text{précipité}} \] > **Formule clé** : \(m_{th} = \dfrac{C_a V M_{\text{précipité}}}{F}\) ### 3. Démonstration de la conversion masse‑quantité Partant de la définition de la molarité : \[ C_a = \frac{n_a}{V} \quad \Rightarrow \quad n_a = C_a V \] En substituant dans l’expression de la masse du précipité : \[ m_{th} = (C_a V) \times \frac{M_{\text{précipité}}}{F} \] Ainsi, connaître Cₐ, V, Mₚᵣₑcᵢₚᵢₜé et F permet de prédire la masse du précipité qui devrait être obtenue si la réaction est quantitative et si aucune perte ne survient. ### 4. Exemples entièrement résolus **Exemple 1 – Prévision de la masse d’AgCl à partir d’une masse connue de NaCl.** On veut vérifier la pureté d’un échantillon de NaCl. On dissocie 0,500 g de NaCl dans de l’eau, on précipite le chlorure avec AgNO₃ en excès. Étape 1 : moles de NaCl (et donc de Cl⁻) : Masse molaire NaCl = 58,44 g·mol⁻¹. \[ n_{\text{NaCl}} = \frac{0,500\ \text{g}}{58,44\ \text{g·mol}^{-1}} = 8,56\times10^{-3}\ \text{mol} \] Comme chaque NaCl fournit un Cl⁻, \(n_{\text{Cl}^-}=8,56\times10^{-3}\ \text{mol}\). Étape 2 : masse théorique d’AgCl (F = 1) : Masse molaire AgCl = 143,32 g·mol⁻¹. \[ m_{th}(\text{AgCl}) = 8,56\times10^{-3}\ \text{mol} \times 143,32\ \text{g·mol}^{-1} = 1,23\ \text{g} \] Si le précipité pesé vaut 1,20 g, le rendement est \( \frac{1,20}{1,23}\times100 = 97,6\% \), indiquant une bonne pureté du NaCl. **Exemple 2 – Prévision de la masse de BaSO₄ à partir d’une concentration connue de H₂SO₄.** Une solution d’acide sulfurique de concentration 0,100 M est dosée. On prélève 20,0 mL et on précipite le sulfate avec BaCl₂ en excès. Étape 1 : moles de H₂SO₄ (et donc de SO₄²⁻) dans le volume pris : \[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,100\ \text{mol·L}^{-1} \times 0,0200\ \text{L} = 2,00\times10^{-3}\ \text{mol} \] Chaque H₂SO₄ donne un SO₄²⁻, donc \(n_{\text{SO}_4^{2-}} = 2,00\times10^{-3}\ \text{mol}\). Étape 2 : masse théorique de BaSO₄ (F = 1) : Masse molaire BaSO₄ = 233,39 g·mol⁻¹. \[ m_{th}(\text{BaSO}_4) = 2,00\times10^{-3}\ \text{mol} \times 233,39\ \text{g·mol}^{-1} = 0,467\ \text{g} \] Si le précipité obtenu pèse 0,452 g, le rendement est \( \frac{0,452}{0,467}\times100 = 96,8\% \), montrant une perte mineure (possiblement due à une solubilité résiduelle ou à une coprécipitation légère). ## Synthèse du chapitre - **Dosage complexiométrique** : titration avec EDTA, formation de complexe stable (Kf ≫ 1), indicateur métallochrome, pH adapté pour maintenir EDTA sous forme Y⁴⁻. - **Principe** : \(n_{\text{analyte}} = C_{\text{EDTA}} V_{\text{EDTA}}\) (réaction 1 : 1). - **Dosage gravimétrique** : transformation de l’analyte en précipité insoluble, pesée du précipité, utilisation du produit de solubilité (Ksp) pour vérifier la faible solubilité résiduelle. - **Conditions** : pH adapté, réactif sélectif, digestion pour réduire la coprécipitation. - **Calculs gravimétriques directs** : \(m_{th} = \dfrac{C_a V M_{\text{précipité}}}{F}\) ; F = 1 lorsque une mole d’analyte donne une mole de précipité. - **Applications typiques** : dosage de Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ par EDTA ; dosage de Cl⁻ par AgCl, de SO₄²⁻ par BaSO₄, de Fe³⁺ par Fe(OH)₃. ## Glossaire - **Complexiométrie** : méthode d’analyse basée sur la formation d’un complexe entre l’analyte et un ligand (souvent EDTA). - **EDTA** : acide éthylènediaminetétraacétique, ligand hexadentate formant des complexes très stables avec de nombreux cations métalliques. - **Indicateur métallochrome** : substance qui change de couleur lorsqu’elle libère ou capture un ion métallique lors d’une titration complexiométrique. - **Produit de solubilité (Ksp)** : constante d’équilibre exprimant le produit des concentrations ioniques d’un précipité peu soluble à saturation. - **Précipité** : phase solide formée lors d’une réaction de précipitation, séparable par filtration. - **Facteur de gravimétrie (F)** : rapport entre le nombre de moles d’analyte et le nombre de moles de précipité formé. - **Coprécipitation** : incorporation d’impuretés dans le précipité lors de sa formation, pouvant entraîner une surestimation de la masse. - **Digestion** : chauffage doux du précipité après filtration pour favoriser la recrystallisation et réduire l’occlusion d’impuretés. - **Rendement gravimétrique** : rapport entre la masse obtenue et la masse théorique, exprimé en pourcentage. ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 **Énoncé** : Une solution de 30,0 mL contenant des ions Mg²⁺ est titrée avec une solution d’EDTA 0,00800 M à pH = 10, en utilisant l’indicateur Eriochrome Black T. Le volume d’EDTA à l’équivalence est de 21,5 mL. Calculer la concentration en Mg²⁺ de la solution. **Corrigé** : \[ n_{\text{EDTA}} = 0,00800\ \text{mol·L}^{-1} \times 0,0215\ \text{L} = 1,72\times10^{-4}\ \text{mol} \] Réaction 1 : 1 → \(n_{\text{Mg}^{2+}} = 1,72\times10^{-4}\ \text{mol}\). \[ [\text{Mg}^{2+}] = \frac{1,72\times10^{-4}\ \text{mol}}{0,0300\ \text{L}} = 5,73\times10^{-3}\ \text{mol·L}^{-1} \] Réponse : \([Mg^{2+}] = 5,73\ \text{mmol·L}^{-1}\). ### Exercice 2 **Énoncé** : On veut déterminer la teneur en chlorure d’un échantillon d’eau de mer. On prélève 50,0 mL de cet échantillon, on ajoute une solution excédentaire de AgNO₃ 0,0250 M, on filtre, lave et sèche le précipité AgCl obtenu. Sa masse vaut 0,312 g. Calculer la concentration en Cl⁻ de l’eau de mer. **Corrigé** : Masse molaire AgCl = 143,32 g·mol⁻¹. \[ n_{\text{AgCl}} = \frac{0,312\ \text{g}}{143,32\ \text{g·mol}^{-1}} = 2,18\times10^{-3}\ \text{mol} \] \(n_{\text{Cl}^-}=n_{\text{AgCl}}\). \[ [\text{Cl}^-] = \frac{2,18\times10^{-3}\ \text{mol}}{0,0500\ \text{L}} = 4,36\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} \] Réponse : \([Cl^-] = 43,6\ \text{mmol·L}^{-1}\). ### Exercice 3 **Énoncé** : Une solution de sulfate de baryum de concentration inconnue est traitée avec une solution excédentaire de BaCl₂ 0,0120 M. Après precipitation, filtration et séchage, le précipité BaSO₄ pèse 0,527 g provenant de 25,0 mL de la solution d’échantillon. Déterminer la concentration en SO₄²⁻. **Corrigé** : Masse molaire BaSO₄ = 233,39 g·mol⁻¹. \[ n_{\text{BaSO}_4} = \frac{0,527\ \text{g}}{233,39\ \text{g·mol}^{-1}} = 2,26\times10^{-3}\ \text{mol} \] Réaction 1 : 1 → \(n_{\text{SO}_4^{2-}} = 2,26\times10^{-3}\ \text{mol}\). \[ [\text{SO}_4^{2-}] = \frac{2,26\times10^{-3}\ \text{mol}}{0,0250\ \text{L}} = 9,04\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} \] Réponse : \([SO_4^{2-}] = 90,4\ \text{mmol·L}^{-1}\). ### Exercice 4 **Énoncé** : On souhaite vérifier la pureté d’un échantillon de Na₂SO₄. On dissocie 0,400 g de Na₂SO₄ dans de l’eau, on précipite le sulfate avec une solution excédentaire de BaCl₂. Le précipité BaSO₄ obtenu pèse 0,560 g. Calculer le pourcentage de Na₂SO₄ pur dans l’échantillon. **Corrigé** : Étape 1 : moles de BaSO₄ obtenues. \[ n_{\text{BaSO}_4} = \frac{0,560\ \text{g}}{233,39\ \text{g·mol}^{-1}} = 2,40\times10^{-3}\ \text{mol} \] Étape 2 : chaque mole de Na₂SO₄ donne une mole de SO₄²⁻, donc une mole de BaSO₄. Ainsi, \(n_{\text{Na}_2\text{SO}_4}=2,40\times10^{-3}\ \text{mol}\). Étape 3 : masse théorique de Na₂SO₄ pur correspondant. Masse molaire Na₂SO₄ = 2×22,99 + 32,07 + 4×16,00 = 142,04 g·mol⁻¹. \[ m_{th}(\text{Na}_2\text{SO}_4) = 2,40\times10^{-3}\ \text{mol} \times 142,04\ \text{g·mol}^{-1} = 0,341\ \text{g} \] Étape 4 : pourcentage de pureté. \[ \%\,\text{pureté} = \frac{0,341\ \text{g}}{0,400\ \text{g}} \times 100 = 85,3\% \] Réponse : l’échantillon contient 85,3 % de Na₂SO₄ pur. ### Exercice 5 **Énoncé** : Une solution contenant un mélange de Fe³⁺ et d’Al³⁺ est traitée avec une excès de NH₄OH à pH ≈ 9. Seul Fe³⁺ précipite sous forme de Fe(OH)₃. Après filtration, lavage et séchage, le précipité pèse 0,184 g provenant de 20,0 mL de la solution d’échantillon. Calculer la concentration en Fe³⁺. **Corrigé** : Masse molaire Fe(OH)₃ = 55,85 (Fe) + 3×(16,00+1,01) = 55,85 + 3×17,01 = 55,85 + 51,03 = 106,88 g·mol⁻¹. \[ n_{\text{Fe(OH)}_3} = \frac{0,184\ \text{g}}{106,88\ \text{g·mol}^{-1}} = 1,72\times10^{-3}\ \text{mol} \] Réaction : \(\text{Fe}^{3+} + 3\text{OH}^- \rightarrow \text{Fe(OH)}_3\downarrow\) (1 : 1). Donc \(n_{\text{Fe}^{3+}} = 1,72\times10^{-3}\ \text{mol}\). \[ [\text{Fe}^{3+}] = \frac{1,72\times10^{-3}\ \text{mol}}{0,0200\ \text{L}} = 8,60\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} \] Réponse : \([Fe^{3+}] = 86,0\ \text{mmol·L}^{-1}\). ## Erreurs fréquentes 1. **Oublier de convertir les volumes en litres** avant d’utiliser la formule \(n = C V\). Cela conduit à des erreurs de facteur 10⁻³. *Astuce* : toujours noter le volume en L (ex. : 25,0 mL = 0,0250 L). 2. **Confondre la stoichiométrie** de la réaction de précipitation (par exemple, croire que 2 mol d’Ag⁺ donnent 1 mol d’AgCl). *Astuce* : écrire l’équation bilantée et vérifier le rapport mol/mol avant d’appliquer le facteur de gravimétrie. 3. **Négliger l’effet du pH** sur la spéciation de l’EDTA ou de l’analyte (ex. : utiliser un pH trop bas où l’EDTA est protonée, diminuant fortement Kf). *Astuce* : consulter le diagramme de spéciation de l’EDTA et choisir un pH où α_Y⁴⁻ > 0,9. 4. **Ne pas tenir compte de la solubilité résiduelle** du précipité lors du calcul du rendement théorique, surtout pour des sels peu solubles mais non négligeables (ex. : AgCl en présence de chlorure élevé). *Astuce* : comparer la masse obtenue à la masse théorique ; un rendement nettement inférieur à 100 % signale souvent une perte par solubilisation ou coprécipitation. 5. **Utiliser la mauvaise masse molaire** (par exemple, prendre celle de l’ion au lieu de celle du composé précipité). *Astuce* : toujours vérifier que la masse molaire utilisée correspond exactement à la formule du précipité pesé. 6. **Omettre l’étape de digestion** du précipité, ce qui peut laisser de l’eau occluse ou des impuretés, augmentant la masse mesurée. *Astuce* : chauffer le précipité à basse température (≈ 80‑100 °C) pendant 10‑15 min avant le refroidissement et le pesage. --- *Fin du cours.*

Quiz du chapitre

10 questions — vérifie chaque réponse pour voir l'explication.

  1. 1. Quel est le rôle principal de l'EDTA dans une titration complexiométrique ?
  2. 2. Dans une analyse gravimétrique, quelle étape suit immédiatement la filtration du précipité ?
  3. 3. Quel précipité est généralement utilisé pour la détermination gravimétrique du baryum dans un échantillon ?
  4. 4. Un échantillon de 0,500 g contenant du Mg²⁺ (sous forme de MgCl₂) est titré avec une solution d'EDTA 0,0200 M. Le volume d'EDTA nécessaire pour atteindre l'équivalence est de 15,0 mL. Quel est le pourcentage de magnésium dans l'échantillon ?
  5. 5. Lors de la titration complexiométrique du Zn²⁺ avec l'EDTA à pH = 10, quel indicateur métallochromique est le plus approprié ?
  6. 6. Dans une analyse gravimétrique, la présence d'un ion étranger qui s'occlut dans le précipité formé entraîne principalement quel type d'erreur ?
  7. 7. Un précipité de AgCl est formé à partir d'une solution contenant 0,0150 mol d'AgNO₃. Après filtration, séchage et pesée, la masse d'AgCl obtenue est de 1,80 g. Quel est le rendement de la précipitation ?
  8. 8. Pour déterminer la pureté d'un échantillon de sulfate de baryum (BaSO₄) par analyse gravimétrique, on précipite le baryum sous forme de BaSO₄, on le filtre, le sèche et on obtient une masse de 0,485 g. Si l'échantillon initial pesait 0,500 g, quelle est la pureté en pourcentage de BaSO₄ dans l'échantillon ?
  9. 9. Un mélange contenant des ions Ca²⁺ et Mg²⁺ est titré avec une solution d'EDTA 0,0100 M. À pH = 10, le volume d'EDTA nécessaire pour atteindre le premier point d'équivalence (réaction avec Ca²⁺ uniquement) est de 12,0 mL. Après ajout d'un agent masquant qui bloque le Mg²⁺, le volume supplémentaire d'EDTA nécessaire pour titrer le Mg²⁺ est de 8,0 mL. Quelle est la concentration en moles par litre de Ca²⁺ dans la solution originale de 25,0 mL ?
  10. 10. Dans une analyse gravimétrique en deux étapes, on précipite d'abord le chlorure d'argent (AgCl) à partir d'une solution contenant 0,0173 mol d'AgNO₃. Le précipité est ensuite converti en oxyde d'argent (Ag₂O) par chauffage selon la réaction : 2 AgCl → Ag₂O + Cl₂. Après conversion, la masse d'Ag₂O obtenue est de 1,40 g. Quel est le rendement global de la séquence (précipitation + conversion) basé sur la quantité initiale d'AgNO₃ ?