Gravimétrie, solutions et réactions chimiques — Guide synthétique

Analyse gravimétrique

L'analyse gravimétrique : une technique dans laquelle la seule mesure effectuée est la masse (ou le poids) du produit obtenu.

Analyte

Analyte : espèces dont la composition doit être déterminée.

Étapes de la gravimétrie

• Précipitation

  Si l'échantillon solide est pesé, il est dissous puis on ajoute l'agent précipitateur.

• Digestion

  Le précipité reste en contact avec la liqueur-mère afin d'améliorer la qualité des cristaux.

• Filtration

  Pour empêcher la perte de matière solide, la filtration doit être réalisée à froid sur un papier filtre lisse.

• Lavage

  Le lavage du précipité se fait avec de très petites quantités de solvant froid de faible pouvoir dissolvant (cela empêche la perte de produit par solubilité).

• Séchage

  Le séchage s'effectue dans un four à la température appropriée.

• Pesée

  La pesée dépend de la précision et de la sensibilité ; il est nécessaire d'utiliser une balance analytique pour déterminer la masse du produit.

Agent précipitant optimal

Agent précipitant optimal : réagit complètement (quantitativement) et de préférence uniquement avec l'analyte (sélectif) pour former un produit solide.

pH et indicateurs

pH : grandeur qui reflète le degré d'acidité ou de basicité d'une solution.

Indicateur acide‑base : substance qui change de couleur à une valeur de pH donnée.

Couleurs et plages de virage des indicateurs

• Phénolphtaléine (8,0–10,0) : incolore → rose → fuchsia.
• Bleu de bromothymol (6,0–7,6) : jaune → vert → bleu.
• Rouge de méthyle (4,2–6,3) : rouge → orange → jaune.
• Méthylorange (3,1–4,4) : rouge → orange → jaune.

Volume et mesures

Volume : l'espace occupé par un corps.

Précision et justesse

Précision : mesure de la reproductibilité, c'est‑à‑dire la possibilité d'obtenir la même valeur à plusieurs reprises.

Justesse : proximité de la valeur mesurée par rapport à la valeur réelle (exactitude).

Classes de qualité

• Classe A : haute précision — erreur faible.
• Classe B : faible précision — erreur plus élevée.
• Classe AC : haute précision — erreur faible.

Solutions et concentration

Solution : mélange homogène de deux ou plusieurs substances réparties uniformément entre elles.

Concentration d'une solution : quantité de soluté par unité de solution (ou par unité de solvant).

• Préparation par dissolution : pesée directe du soluté puis dissolution dans le solvant.
• Dilution : réalisation à partir d'une solution plus concentrée.

Purification par recristallisation

Purification d'un composé solide : la recristallisation dans un solvant approprié est la méthode usuelle.

Recristallisation : basée sur la différence de solubilité des différents composés dans un solvant ou un mélange de solvants.

Solubilité et point de fusion

Solubilité : quantité maximale de soluté qui peut se dissoudre dans 100 parties de solvant à une température donnée.

Point de fusion : température à laquelle coexistent en équilibre les phases solide et liquide.

Solutions tampons et réactions

Solutions tampons (buffers) : solutions constituées d'un acide faible (ou d'une base faible) et de sa base conjuguée (ou de son acide conjugué) sous forme de sels.

Réaction réversible : réactions directe et inverse qui peuvent se produire dans des proportions appréciables.

Enzymes catalytiques : protéines qui augmentent ou accélèrent la vitesse d'une réaction chimique.

Équilibre chimique : les réactions directe et inverse se produisent simultanément à la même vitesse à l'équilibre.

Oxydation et réduction

Oxydation : définie classiquement comme la combinaison d'un élément avec l'oxygène (par exemple la formation de rouille) ; au sens électronique, perte d'électrons.

Réduction : élimination de l'oxygène d'un oxyde, conduisant à l'élément pur ; au sens électronique, gain d'électrons. Cela peut s'accompagner d'une variation de masse ou de volume du matériau d'origine.

Réactions d'oxydo‑réduction (REDOX)

Les réactions d'oxydo‑réduction se produisent en raison du transfert d'électrons d'une espèce qui perd des électrons (réducteur) vers une espèce qui accepte des électrons (oxydant).

Agents oxydants et réducteurs

Agents oxydants : substances qui oxydent d'autres espèces ; elles gagnent des électrons.

Agents réducteurs : substances qui réduisent d'autres espèces ; elles perdent des électrons et sont oxydées.

Réducteurs : espèces qui donnent des électrons ; leur nombre d'oxydation augmente au cours de l'oxydation.

Oxydants : espèces qui acceptent des électrons ; leur nombre d'oxydation diminue au cours de la réduction.

Principe de Le Châtelier

Principe de Le Châtelier : il permet de prédire la réponse qualitative d'un système à l'évolution des conditions externes (pression, température, concentration). Il stipule que si un système à l'équilibre est soumis à une perturbation qui modifie un des facteurs déterminant l'état d'équilibre, le système réagit autant que possible pour annuler l'effet de ce changement.

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