Effets du dioxyde de carbone sur les réactifs alcalins

Pourquoi deux points d'inflexion adjacents sont-ils visibles pendant le titrage acide/base ?

Motifs possibles :

Le réactif caustique (basique) est contaminé par du carbonate provenant du dioxyde de carbone de l'air ambiant. Le réactif contient donc des ions carbonate et hydroxyde, c.-à-d. deux substances basiques différentes qui réagissent avec la solution de titrage acide. Si ces réactifs contaminés sont utilisés pour titrer des acides forts, une « courbe de titrage carbonatée » typique est produite, qui montre deux points d'inflexion adjacents.
Le mauvais état du capteur, nécessitant une ou plusieurs opérations de maintenance, peut également expliquer ce phénomène.

Recommandations :

Le dioxyde de carbone a une forte influence sur le titrage réalisé avec des réactifs alcalins.

Le CO₂ réagit avec les bases fortes, telles que NaOH, KOH, TBAH et NH₄OH, et produit des carbonates conformément aux équations suivantes :

H₂O + CO₂ -> H₂CO₃

H₂CO₃ + 2MOH -> 2Na₂CO₃ + 2H₂O. (M = Na⁺, K⁺, NH₄⁺,TBA⁺)

Le réactif contient donc des ions carbonate et hydroxyde. S'il est utilisé pour titrer des acides forts, une « courbe de titrage carbonatée » typique est produite, qui compte deux points d'inflexion [Figure 1].

L'identification des deux sauts n'est pas si simple, car l'excès de réactif et le ratio du point d'équilibre changent pendant le titrage. Le premier saut peut correspondre à l'acide fort comme à la transformation de l'acide carbonique en hydrogénocarbonate. Le second saut peut correspondre à la transformation de l'hydrogénocarbonate en carbonate. Si seuls des acides faibles sont titrés, un seul saut est observé. Autrement dit, toutes les réactions concurrentes surviennent simultanément et l'identification de chaque point d'inflexion est impossible. Étant donné que les bases fortes sont généralement titrées avec des acides faibles (hydrogénophtalate de potassium ou acide benzoïque), la concentration de réactif utilisée pour l'analyse des acides forts est incorrecte et produit des résultats erronés. Par conséquent, pour réduire les effets du CO₂, il convient de préparer et de protéger des réactifs alcalins.

1. Préparer des réactifs basiques sans CO₂
   La méthode optimale de préparation de réactifs sans CO₂ consiste à acheter le réactif concerné à la concentration requise dans des récipients scellés. Si les réactifs doivent être préparés, il est fortement recommandé d'utiliser les concentrés de réactifs disponibles dans le commerce sous forme d'ampoules. Le concentré doit être dilué avec de l'eau désionisée sans CO₂, jusqu'à obtenir un volume donné (généralement, 1 litre). Le dégazage de la source d'eau désionisée grâce à une purge à l'azote, couplé à l'irradiation ultrasonique, est une opération efficace pour exclure le CO₂.
   
2. Stockage des réactifs caustiques
   Une mesure efficace pour éviter la capture du CO₂ par les réactifs caustiques utilisés consiste à avoir recours à des agents absorbants de CO2 solides, versés dans des tubes installés au sommet du flacon de réactif. L'Ascarite^® est un agent absorbant recommandé. L'Ascarite^® contient du NaOH qui agit comme capteur du CO₂, ainsi qu'un agent desséchant destiné à empêcher le NaOH d'adsorber l'eau et, finalement, à prévenir toute fuite de caustique concentré dans votre titrage. L'Ascarite^® peut également être remplacé par des granules de NaOH, protégées de l'eau par une couche de laine de verre positionnée au-dessus et au-dessous dans un tube de desséchant contenant un agent de séchage (p. ex., un tamis moléculaire ou un gel de silice de l'un des deux côtés) pour éviter une absorption excessive de l'eau. Quelle que soit la solution adaptée, il convient de changer fréquemment le matériel pour éviter la saturation et la contamination du réactif.

Informations juridiques

Ascarite est une marque de commerce déposée d'Arthur H. Thomas Co.