Concentration d'une solution et concentration des espèces

On dissout n0 mol d'un acide dans un volume V (en Litre) d'eau.

La solution obtenue a donc pour concentration C= n0/V

Dressons le tableau d'avancement de la réaction :


 AH  + H2O = A-  + H3O+
x=0
 n0(AH)
 n0(H2O) 0
 0
x><0 n0(AH)-x n0(H2O)-x x x
x=xf
 n0(AH)-xf n0(H2O)-xf xf xf

Dans la cellule "jaune", il est écrit que n(AH) =n0(AH)-x

Dans la cellule "verte", il est écrit que n(A-) =x

Donc en combianant ces deux lignes on peut écrire n(AH) =n0(AH)-n(A-)

soit n0(AH) =n(AH)+n(A-) puis en divisant chaque terme par V on obtient finalement :

      C = [AH] + [A-]

Dosage indirect
On veut connaître la quantité de matièer en vitamine C contenue dans un jus d'orange.
Pour cela on passe par deux étapes:
1ére étape à v=10,0mL de jus d'orange, on ajoute un excès de diode de volume v0 = 25,0mL et de concentration C0 =1.10-2 mol.L-1.
Le diiode ajouté étant en excès : il reste du diiode dans le becher de dosage qu'on peut noter: nf(I2)
2ème étape On dose le diiode restant à l'aide d'une solution de thiosulfate de sodium de concentration C2 = 1.10-2 mol.L-1 1ère étape : l'équation bian de la réaction qui se déroule est
C6H8O6 + I2 =  C6H6O6 + 2I-+ 2H+ par la suite la vitamine C est notée A et son espèce conjuguée B

Dressons le tableau d'avancement de la réaction :


 A + I2           = B + 2I-+ 2H+
x=0
 n0(A)
 n0(I2) 0
 0
 0
x><0 n0(A)-x n0(I2)-x x 2x 2x
x=xmax
 n0(A)-xmax=0 n0(I2)-xmax xmax 2xmax 2xmax

La cellule "jaune" permet d'écrire que  n0(A)-xmax=0 puisque le diiode est en excès donc xmax = n0(A)

La cellule "verte" permet d'écrire que nf(I2) = n0(I2)-xmax  et puisque xmax = n0(A), on  peut écrire :

 nf(I2) = n0(I2)-n0(A)  cette quantité nf(I2) est le la quantité de matière en diiode restant dans le bécher à la fin de la 1ère réaction.

On peut la noter : nrestant(I2) et donc écrire nrestant(I2) = n0(I2)-n0(A) (1)

2 ème étape : On dose le diiode restant par des ions thiosulfate
L'équation bilan de la réaction du dosage est  2S2O32- + I2 =  2I-+ S4O62-

Dressons le tableau d'avancement de cette réaction :


 2S2O32-    + I2           = 2I-    + S4O62-
x=0
 n0(S2O32-)
n0(I2)=nrestant(I2) 0
 0
x><0 n0(S2O32-)-2x nrestant(I2)-x 2x x
x=xeq
 n0(S2O32-)-2xeq=0 nrestant(I2)-xeq =0 2xeq xeq

A la fin de cette réaction les deux espèces titrantes et titrées s'annulent on peut donc écrire :

n0(S2O32-)-2xeq=0 et nrestant(I2)-xeq =0 soit : donc écrire :  xeq = n0(S2O32-)/2 = nrestant(I2) 

et finalement n0(S2O32-) =2* nrestant(I2) (2)

La quantité de matière apportée en ion thiosulfate pour atteindre l'équivalence est  n0(S2O32-) = C2.veq
donc (2) peut s'écrire : C2.veq = 2*nrestant(I2).
En s'aidant de la relation (1) on a donc C2.veq = 2*(n0(I2)-n0(A)) et finalement  

n0(A) = 2.C0.v0 - C2.veq/2