Un exercice de spécialité centré sur le titrage

L'exercice de spécialité du bac S Antilles-Guyane de septembre 2019 (ancien programme) vaut 5 points, pour environ 50 minutes. Des élèves veulent vérifier que l'eau du robinet respecte le critère de potabilité sur les ions chlorure, fixé à 250 mg/L. Ils réalisent un titrage par une solution de nitrate d'argent, suivi par conductimétrie. L'exercice se termine par une résolution de problème, où la démarche compte autant que le résultat.

Question 1 : le matériel et le schéma

La liste doit être argumentée : une pipette jaugée de 50,0 mL pour la prise d'essai, car ce volume intervient dans le calcul, une éprouvette graduée de 100 mL pour l'eau déminéralisée, dont le volume n'a pas besoin d'être précis, un bécher assez grand pour contenir environ 174 mL en fin de titrage, une burette graduée de 25 mL, un agitateur magnétique et un conductimètre. Une liste sans justification ne rapporte pas tous les points. L'eau déminéralisée n'apporte aucun ion chlorure : elle sert à immerger la cellule et à limiter l'effet de la dilution.

Question 2 : la réaction support

Les ions argent réagissent avec les ions chlorure pour former le précipité blanc de chlorure d'argent : Ag⁺ + Cl^- → AgCl. Les ions nitrate sont spectateurs, mais ils participent à la conductivité.

Le problème : l'eau est-elle potable

Comprendre l'allure de la courbe

Avant l'équivalence, chaque ion chlorure consommé est remplacé par un ion nitrate, de conductivité molaire plus faible : la conductivité diminue lentement. Après l'équivalence, les ions argent et nitrate s'accumulent : elle augmente nettement.

Exploiter le graphique

On trace la conductivité en fonction du volume versé, puis deux droites moyennes, l'une sur les points de 0,0 à 12,0 mL, l'autre de 14,0 à 24,0 mL. Leur intersection donne V_E ≈ 12 mL. À l'équivalence, la relation c₁V₁ = c₂V_E conduit à c₁ ≈ 6,0 × 10^-4 mol/L, puis la masse molaire du chlore donne une concentration en masse d'environ 21 mg/L.

Conclure et critiquer

Avec environ 21 mg/L, très inférieur à 250 mg/L, l'eau testée respecte le critère de potabilité. L'écart avec la valeur du contrôle sanitaire, 23,0 mg/L, reste inférieur à 10 % et s'explique par la lecture graphique de V_E, avec des points espacés de 2 mL.

Conseils

Pensez à utiliser le volume de la prise d'essai, 50,0 mL, et non le volume total du bécher. Convertissez les g/L en mg/L avant de comparer à la norme, et présentez votre démarche par étapes même si vous n'aboutissez pas.