Eau de Quinton : un titrage conductimétrique en 4 points

L'exercice 2 du bac 2025 de physique-chimie en Métropole (jour 2) est le plus court du sujet : 4 points et 8 questions. Il porte sur l'eau de Quinton, une eau de mer bretonne qu'on dilue pour la rendre isotonique, c'est-à-dire de même concentration en ions chlorure que le sang. C'est un exercice de chimie des solutions très classique, idéal pour vérifier qu'on maîtrise la dilution, le titrage et la loi de Kohlrausch.

Dilution et caractère isotonique (Q1 et Q2)

Pour préparer 100,0 mL d'une solution diluée cinq fois, on prélève 20,0 mL avec une pipette jaugée et on complète dans une fiole jaugée de 100,0 mL. Une éprouvette graduée ou un bécher ne suffisent pas : seule la verrerie jaugée garantit la précision annoncée. Il faut ensuite vérifier le caractère isotonique : la concentration en masse de 19,4 g/L, divisée par la masse molaire du chlore (35,5 g/mol), donne 0,546 mol/L, puis 109 mmol/L après dilution. Cette valeur est bien comprise entre 100 et 110 mmol/L. Le piège est de comparer directement des grammes par litre à des millimoles par litre.

Le titrage et ses espèces (Q3 à Q5)

L'équation de titrage est Ag⁺ + Cl^- → AgCl, sans les ions spectateurs Na⁺ et NO₃^-, et avec les états physiques. Pour identifier les quatre courbes de la simulation, on se pose deux questions pour chaque ion : vient-il du bécher ou de la burette, réagit-il ou est-il spectateur ? On obtient ainsi Cl^- pour la courbe décroissante, Ag⁺ pour celle qui n'apparaît qu'après l'équivalence, NO₃^- pour celle qui croît dès le début et Na⁺ pour la constante. La ligne Python attendue traduit la relation à l'équivalence : V_E = C_1 * V_1 / C_2, écrite avec les noms de variables du programme.

Conductivité et exploitation (Q6 à Q8)

La question 6 est la plus exigeante. Avant l'équivalence, chaque ion chlorure consommé est remplacé par un ion nitrate, un peu moins conducteur : la conductivité diminue faiblement. Après l'équivalence, les ions argent et nitrate s'accumulent : elle augmente nettement. Dire seulement que des ions disparaissent ne suffit pas, il faut comparer les conductivités molaires ioniques.

Le tracé des deux droites donne un volume équivalent d'environ 18,2 mL, d'où une concentration de 0,546 mol/L et une concentration en masse de 19,4 g/L. Le volume titré est V₁ = 10,0 mL et non le volume total après ajout d'eau distillée. Enfin, l'incertitude-type, arrondie par excès à 0,6 g/L, donne un quotient d'environ 0,03, très inférieur à 2 : la mesure est en accord avec la valeur de référence.

Conseils pour réussir

Sur un exercice de 4 points, la concision compte : une phrase de justification par espèce, une formule littérale avant chaque calcul, une conclusion explicite à chaque comparaison. Retenez aussi qu'une incertitude se donne avec un seul chiffre significatif et que c'est la lecture du volume équivalent qui limite ici la précision.