Protocoles. 18/10/17

Projet Pil 1 :  Contrôle qualité de l’eau.  Les supers nanas.

PROTOCOLES:

I-  Mesurer le pH de plusieurs eaux.

Matériel:

-phmètre

-cellule

-solution tampon (1 acide 1 base)

-4 béchers

-eau distillée

-papier joseph

-agitateur

-potence

Mise en oeuvre:

• Etalonner le ph-mètre avec les solutions tampons (une acide et une base).
• Nettoyer le bécher avec de l’eau distillée.
• Nettoyer la cellule avant la manipulation et entre chaque utilisation (avec de l’eau distillée), puis essuyer avec du papier Joseph.
• Dans 3 béchers, insérer les différentes eaux à mesurer.
• Insérer la cellule dans la solution, attendre que la valeur du pH se stabilise et la relever.  
• Répéter l’opération avec les autres solutions à tester

Fabrication des solutions tampon

Préparation à partir d’une base faible et d’un acide fort de la solution tampon.

La réaction entre la base faible et l’acide fort peut s’écrire :

A- + H3O+ →  AH + H2O K = 1 / Ka = 10 pKa

Pour pKa > 3 (ce qui est souvent le cas), cette réaction est totale. On peut écrire le tableau de comparaison de quantité de matière entre état initial et état final :

mol	A-	+	H3O+	→	AH		H2O
EI	nIni	/	nAcide	/	0	/	/
EF	nIni-nA	/	0	/	nAcide	/	/

Pour obtenir une solution tampon à pH = pKa, il faut  [AH] = [A-] ce qui est obtenu pour :

ninit - nacide = nacide soit nacide = ½ ninit

La quantité d’acide fort à ajouter est donc la moitié de la quantité initiale de base faible.

Exemple

Question. Quel volume d’acide chlorhydrique à 400 mmol.L-1 doit-on ajouter à 40 mL d’une solution d’ammoniac (pKa = 9,2) de concentration 200 mmol.L-1 pour préparer une solution tampon à pH = 9,2.

Réponse. Pour avoir pH = 4,8, il faut : [NH3] = [NH4+].

La réaction est :

NH3 + H3O+ → NH4+ + H2O

Or la réaction est totale :

n(NH4+) = n(H3O+) = ½ ninit (NH3)

Or :

ninit (NH3) = C.V = 0,2 . 0,04 = 8 mmol

Il faut donc :

n(H3O+) = ½ ninit (NH3) = 4 mmol

Soit :

V(HCl) = n / [H3O+] = 0,004 / 0,4 = 10 mL.

II-Mesurer la température.

Matériels :

• PT100
• Thermomètre FLUKE
• Chauffage avec agitateur magnétique
• Voir pour la deuxième sonde

Protocole :

• Mettre l’eau dans un bécher.
• Puis mettre la PT100 et le thermomètre dans le bécher.  
• Faire chauffer le bécher avec le chauffage
• Puis prendre les valeurs.

But :

• Savoir si le pH change avec la température.
• Comparer deux sondes de température.
• RT / R0 = 1 + At + Bt2

Première manipulation: mesure de température sur une eau du robinet trouble (à cause des dépôts sur la verrerie)

Les appareils indiquent 114.3 Ohms et 37.2°C. Avec conversion des ohms en °C on trouve une température de 36.79°C.

FORMULE POUR CONVERTIR UNE RESISTANCE EN TEMPERATURE

θ=((r/r0)-1)/a=37.14°C (à peu près notre valeur de température trouvée avec la pt100: fluke)

r=114.3              r0=100            a=3.85E-3