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Titrage d’un sérum physiologique
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Exercice corrigé




Titrage d’un sérum physiologique

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Énoncé

Le sérum physiologique est une solution dont la composition est proche de celle du sérum sanguin. Il contient 0,9 %0{,}9  \% en masse de chlorure de sodium (Na+(aq) ; Cl(aq))\text{(Na}^+\text{(aq) ; Cl}^-\text{(aq))}, avec d=1,00d = 1{,}00. Il est utilisé à des fins médicales pour nettoyer les plaies, les yeux, faire une injection de médicaments en intraveineuse.

On souhaite vérifier la concentration d’un sérum physiologique par conductimétrie. On prélève V0=10,0V_0 = 10{,}0 mL d’un sérum physiologique et on l’introduit dans un bécher. On ajoute 190190 mL d’eau distillée.

On dose les ions chlorure par une solution de nitrate d’argent (Ag+(aq) ; NO3(aq))\text{(Ag}^+\text{(aq) ; NO}_{3}^{-} \text{(aq))} de concentration c=0,100c' = 0{,}100 mol·L-1. Il se forme un précipité de chlorure d’argent AgCl(s)\text{AgCl(s)}. On relève la valeur de la conductivité après chaque addition de solution titrante. La courbe σ=f(V)\sigma = f(V) est tracée sur le doc. ci‑contre.

1. Écrire l’équation de la réaction support du dosage.

2. Déterminer le volume à l'équivalence.

3. En déduire la concentration en ion chlorure du sérum.

4. Comparer ce résultat avec les données de l’étiquette.

5. Justifier qualitativement l’évolution de la pente de la courbe.

Données

  • Masse molaire du chlorure de sodium : M=58,5M = 58{,}5 g⋅mol-1

  • Conductivités molaires ioniques :
    λ(Ag+)=6,19\lambda \text{(Ag}^+) = 6{,}19 mS·m2·mol-1,
    λ(NO3)=7,14\lambda\text{(NO}_{3}^{-}) = 7{,}14 mS·m2·mol-1,
    λ(Cl)=7,63\lambda\text{(Cl}^-) = 7{,}63 mS·m2·mol-1 et
    λ(Na+)=5,01\lambda\text{(Na}^+) = 5{,}01 mS·m2·mol-1

Suivi conductimétrique

Suivi conductimétrique

Protocole de réponse

1. Identifier les ions présents dans la solution à titrer et dans la solution titrante.
Identifier les réactifs et le produit.
Identifier les ions spectateurs.

2. Identifier la méthode qui permet de déterminer graphiquement le volume à l'équivalence.
Repèrer le point d’intersection entre les deux droites et lire son abscisse.

3. Définir l’équivalence.
Écrire la relation entre les quantités d’ions dosés
n(Cl)=n(Ag+)En\text{(Cl}^-) = n\text{(Ag}^+)_\text{E} soit
c V0=cVEc \ · V_0 = c' · V_\text{E} avec V0=10,0V_0 = 10{,}0 mL, le volume de sérum physiologique prélevé.

4. Identifier l’information donnée par l’étiquette du sérum physiologique.
Calculer le titre massique de la solution.

5. Rappeler comment calculer la conductivité d’une solution avec la loi de Kohlrausch :
σ=Σiλi[Xi]\sigma=\Sigma_{i} \lambda_{i} \cdot\left[\text{X}_{i}\right]
Penser à tenir compte des concentrations de tous les ions dans la solution.
Ne pas tenir compte de l’effet de la dilution.

Solution rédigée

1. L’équation de la réaction s’écrit :
Ag+(aq)+Cl(aq)AgCl(s)\text{Ag}^{+}\text{(aq)}+ \text{Cl}^{-}\text{(aq)} \rightarrow \text{AgCl(s)}

2. Le volume à l'équivalence est égal à VE=15,2V_\text{E} = 15{,}2 mL.

3. À l’équivalence, on peut écrire :
cV0=cVEc ⋅ V_0 = c' ⋅ V_\text{E}
c=cVEV0c=\dfrac{c^{\prime} \cdot V_\text{E}}{V_{0}}
AN:c=0,100×15,210,0=0,152\text{AN} : c=\dfrac{0{,}100 \times 15{,}2}{10{,}0}=0{,}152 mol⋅L-1

4. Le titre massique tt de la solution dosée est défini par :
t=cMdρeau t=\dfrac{c \cdot M}{d \cdot \rho_{\text {eau }}}
AN:t=0,152×58,51,00×1,00×103=8,89×103=0,889\text{AN} : t=\dfrac{0{,}152 \times 58{,}5}{1{,}00 \times 1{,}00 \times 10^{3}}=8{,}89 \times 10^{-3}=0{,}889 %

On retrouve la valeur attendue.

5. Avant l’équivalence, les ions chlorure sont « remplacés » par des ions nitrate, dont la conductivité molaire ionique est quasiment identique. Après l’équivalence, toutes les concentrations en ion augmentent : la conductivité augmente.
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Mise en application

Découvrez l'exercice
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, Dosage des ions dans une eau de brassage, pour travailler cette notion.
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