CHIMIE

accepteurs d'ions Ca2+ de plus en plus forts
Y 4–
Ind 3–
pCa
10,7
7
[CaY ] 2– 2–
[Ca Ind] –
donneurs d'ions Ca2+ de plus en plus forts
Doc. 28 Compétition entre les
ligands Y 4– et Ind 3– .
(*) Deux ions métalliques sont titrés
séparément par un ligand L si les
constantes de formation des deux
complexes susceptibles de se former sont
telles que :
∆pKfi 4
Équilibres de complexation
17
COURS
Pour réaliser le titrage, on introduit initialement un volume précis V 2 de solution
contenant des ions calcium Ca 2+ à doser, un volume V 0 de solution tampon de
pH = 10,2 et quelques gouttes de solution de noir ériochrome T.
Le complexe [CaInd] – se forme : la solution est alors rouge violacé.
Lors de l’ajout de la solution titrante d’E.D.T.A., les ions Y 4– réagissent avec les
ions Ca 2+ libres, selon l’équation :
Ca 2+ + Y 4– =[CaY] 2– b = 10 10,7
Puis, lorsque tous les ions Ca 2+ libres ont réagi, l’ion E.D.T.A. Y 4– réagit avec le
complexe [CaInd] – , selon l’équation :
[CaInd] – + Y 4– + NH + 4 =[CaY]2– + HInd 2– + NH 3
rouge violacé incolore incolore bleu
Lorsque [HInd 2– ] > 10 . [[CaInd] – ], la solution est bleue ; on peut alors considérer
que tous les ions calcium initialement introduits ont réagi et que l’équivalence
est atteinte. Le repérage de l’équivalence est un exemple concret de compétition
entre deux ligands Y 4– et Ind 3– pour un même cation, l’ion Ca 2+ (doc. 28).
Remarques
On dose, en présence d’une solution tampon de
pH =10,2, V 1 = 50 mL d’eau minérale contenant des
ions calcium et magnésium, par une solution d’E.D.T.A.
de concentration C 2 = 1,0 . 10 –2 mol . L –1 .
Le volume versé à l’équivalence est V 2éq = 8,6 mL .
Données :
log b(CaY 2– ) = 10,6 et log b'(MgY 2– ) = 8,7 .
1) Quelle est la concentration globale C1 en ions magnésium
et calcium de cette eau ?
2) La dureté d’une eau est donnée :
–soit par sa concentration C totale en ions magnésium
et calcium (généralement exprimée en mmol . L –1 ) ;
–soit par son degré hydrotimétrique °TH, défini par :
1 °TH = 10 . C avec C en mmol . L –1
• Le complexe [MgInd] – a une teinte rouge violacé beaucoup plus vive que celle de
[CaInd] – ; aussi sa présence, même à l’état de trace, facilite-t-elle le repérage de l’équivalence.
• Il est possible de tracer, à l’aide de logiciels de simulation, les graphes pL = f (V) ou
pM = f (V) pour ces titrages.
Il suffit, comme pour les titrages acido-basiques, d’établir des tableaux d’avancement et
de considérer les différens cas : V = 0 ; 0 < V < V E ; V= V E ; V> V E
De tels tracés ne sont intéressants que s’il est possible de les comparer à des graphes expérimentaux
; ce n’est le cas que lorsque des électrodes spécifiques peuvent être utilisées
pour mesurer pLou pM, ce qui est assez rare.
En revanche, la simulation de titrages complexométriques à l’aide de logiciels appropriés
permet d’interpréter des phénomènes expérimentaux en particulier lorsque d’autres réactions
(acido-basiques, précipitations, …) se produisent simultanément (cf. chap. 18).
APPLICATION 5
Dureté d’une eau
Quelle est la dureté de l’eau analysée exprimée dans
ces unités ?
1) Vu les valeurs de b et b', les ions calcium et magnésium
sont tous deux dosés lors de ce titrage(*) ; aussi,
à l’équivalence a-t-on :
n 0(Ca 2+ ) + n 0(Mg 2+ ) = n(E.D.T.A.) versé
d’où : C 1 . V 1 = C 2 . V 2éq
soit : C 1 = = 1,7 . 10 –3 mol .L –1
2) La dureté de l’eau analysée est donc égale à
1,7 mmol . L –1 d’ions Mg 2+ ou Ca 2+ , ou égale à
17 °TH.
Pour s’entraîner : ex. 16
.
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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