Prise en main

Ce simulateur permet de simuler des titrages directs ou indirects mettant en jeu des réactions d’oxydoréduction à 25 °C. Chacun de ces types de titrages est étudié séparément ci-dessous.

1. Titrage direct 
 
Par défaut, l’ouverture du simulateur se fait sur une fenêtre où l’on choisit la solution à titrer.

• Choisir la solution aqueuse dont on cherche la concentration. 

Exemple : choisir dans la liste la solution de diiode dont on cherche la concentration.

• Choisir la concentration c2 en soluté apporté (comprise entre 10-4 mol · L-1  et 0,2 mol · L-1).

Exemple : choisir c2 = 0,02 mol · L-1.

• Choisir le volume de prélèvement parmi certains volumes proposés, correspondant à des volumes de pipette jaugée.

Exemple : dans la liste, choisir 10 mL 

Il apparaît simultanément sur le diagramme un rectangle bleu représentant la quantité de matière de diiode introduite en solution ainsi qu'un rectangle orange représentant la quantité de matière de diiode présente en solution. 

Ces deux rectangles sont de hauteur identique puisque le diiode introduit n'a pas encore été consommé.

• Cliquer sur le bouton « Simuler le titrage ». Il apparaît une burette permettant de simuler le titrage. 

La solution titrante, présente dans la burette, est imposée par le simulateur, en fonction de la solution à titrer. 
Dans ce cas, c'est une solution de thiosulfate de sodium 2 Na+ + S2O -.

• Choisir la concentration c1 en soluté apporté (comprise entre 10-4 mol · L-1  et 0,2 mol · L-1).

Exemple : choisir c1 = 0,02 mol · L-1.

On verse le volume de solution titrante en cliquant sur «  Vider la burette ». On arrête de verser en cliquant une deuxième fois.

On peut aussi verser la solution titrante en cliquant sur le bouton rouge. Dans ce cas, l‘écoulement se poursuit tant que le bouton de la souris reste cliqué. 

Enfin, il est possible de verser une goutte de solution titrante en appuyant sur la goutte bleue située à gauche de la burette.

Exemple : verser environ 15 mL de solution titrante. 

• Constater que les rectangles orange et bleu se modifient, ce qu'on va tenter de comprendre par le calcul suivant.

• Lire le volume exact versé (par exemple 
V1 = 15,2 mL).

 Calculer la quantité de matière d'ions thiosulfate introduite.

n1 = c1 V1 = 0,02 × 15,2 · 10-3 = 3,04 · 10-4 mol.

Constater que cette valeur correspond à la hauteur du rectangle bleu S2O -, mais qu'il n'y a pas de rectangle orange pour cet ion, ce qui signifie qu'il est limitant pour la réaction de titrage.

 Avec un raisonnement analogue, indiquer à quoi correspondent les trois rectangles orange de ce diagramme.

Le rectangle orange I- correspond à la quantité de matière de I- formé. Étant donnée la stœchiométrie de la réaction de titrage :
I2 + 2 S2O - = 2 I -+ S4O -
Il est normal que la hauteur de ce rectangle soit la même que celle du rectangle correspondant à S2O - introduit.

Le rectangle orange S4O - est de hauteur moitié, pour la même raison.

Le rectangle orange I2 correspond à la quantité de matière de I2 restant.
C'est :
n(I2)initial × n(S2O -)versé / 2 = 2 · 10-4 × 1,52 · 10-4
	= 1,24 · 10-4 mol.

• Continuer de verser la solution titrante et essayer de déterminer l'équivalence. 
On constate que c'est très difficile étant donnée la pâle coloration de la solution.

• Afin d'améliorer la précision de la détermination de l'équivalence, cliquer sur le bouton « 0 » à droite du volume V1.

• Verser rapidement de la solution titrante et constater la variation de la couleur du contenu de l'erlenmeyer. S'arrêter quand la solution est jaune pâle. 

• Cocher l'option « Ajouter du thiodène » et constater l'effet sur la couleur de la solution.

• Compléter le titrage. 

• À l'approche de l'équivalence, ajouter la solution titrante en utilisant la goutte bleue à gauche du robinet de la burette.

• Déterminer Véq.

 Montrer que l'on peut retrouver, à partir de Véq, la concentration en diiode initialement introduit.

Véq = 20 mL
c2 = Véq c1 / 2 V2 = 20 × 0,02 / 20 = 0,02 mol · L-1.

• Reprendre ce titrage, mais à partir d'une concentration de diiode inconnue, que l'on obtient dans la fenêtre de définition de la solution titrée en cliquant sur le dé, à gauche de la fenêtre c2.

2. Titrage indirect

Certains titrage ne peuvent être réalisés de façon directe, c'est le cas du titrage des ions hypochlorite ClO-.

Exemple :  
• Choisir dans la liste de solutions aqueuses dont la concentration est recherchée : hypochlorite de sodium.
• Choisir c2 = 0,02 mol · L-1.
• Choisir dans le volume de prélèvement 5,0 mL.

Il apparaît simultanément dans la même fenêtre une deuxième bouteille, choisie par le simulateur dont il reste à fixer la concentration c3 et le volume prélevé.

Exemple : la solution de la deuxième bouteille est de l’iodure de potassium K+ + I-.

• Choisir sa concentration c3 = 0,001 mol · L-1.

• Choisir le volume de prélèvement V3 = 20 mL (le volume total du mélange ne doit pas excéder 25 mL).

• Cliquer sur le bouton « simuler le titrage ».

Une fenêtre apparaît, indiquant que la quantité de matière d'ions iodure est trop faible. 

• Changer la concentration : c3 = 0,02 mol · L-1.

Dans l’onglet « Quantités de matière », le rectangle bleu pour les ions hypochlorite et l'absence de rectangle orange pour ces mêmes ions montre qu'ils ont été totalement consommés.

 Écrire l'équation de la réaction entre les ions ClO- et les ions iodure I-.

ClO- + 2 I- + 2 H+ = Cl- + I2 + H2O.

On peut déduire de la stœchiométrie de cette réaction qu'il s’est formé des ions chlorure Cl- et du diiode I2 en quantité identique aux ions ClO- initialement introduits. 

Le titrage simulé dans la fenêtre « Simuler le titrage » permet de titrer cette quantité de matière de diiode.

Exemple : cocher « ajouter du thiodène »

La solution titrante, présente dans la burette, a été choisie par le simulateur, en fonction des entités chimiques présentes en solution.

Exemple : la solution dans la burette est ici du thiosulfate de sodium 2 Na+ + S2O -. 

Les ions thiosulfate vont réagir avec le diiode formé lors de la réaction entre les ions hypochlorite et iodure.

• Choisir c1 = 0,025 mol · L-1.

• Verser le réactif titrant jusqu'à l'équivalence.  

 Déterminer Véq.

On trouve Véq = 8 mL.

 Déterminer la quantité de matière de diiode titré.

n(I2) = n(S2O -)éq / 2 = 8 · 10-3 × 0,025 / 2
	 = 1 · 10-4 mol.

 Retrouver la valeur de la concentration c2 en ions ClO-.

La quantité de matière de ClO- initialement présente est 1 · 10-4 mol. 
On était dans 5 mL, la concentration c2 était donc : 
c2 = 1 · 10-4 / 5 · 10-3 = 0,02 mol · L-1.