Méthode de Charpentier - Volhard

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La méthode de Charpentier - Volhard permet de doser les ions chlorures par un dosage en retour.

Principe

schéma du dosage

Tous les dosages s'effectuent en milieu acide nitrique afin d'éviter la formation d'hydroxyde métallique

Première étape : précipitation des chlorures

En présence d'un excès de solution aqueuse de nitrate d'argent ($Ag^{+} + NO^{-}_{3}$), il se forme un précipité blanc de chlorure d'argent ($AgCl$) selon :

$Ag^+ + Cl^- \longrightarrow AgCl\downarrow$

Deuxième étape : dosage de l'excès d'ions argent

L'excès d'ions argent est dosé par une solution titrée de thiocyanate de potassium ($K^{+} + SCN^{-}$) en formant un précipité de thiocyanate d'argent ($AgSCN$)de couleur blanche selon :

$Ag^+ + SCN^- \longrightarrow AgSCN\downarrow$

Fin du dosage

La fin du dosage est visualisée par l'utilisation d'un indicateur coloré : l'alun de fer ammoniacal 3. À l'équivalence $Ag^+/SCN^-$, la formation du complexe avec l'alun de fer et d'ammonium ($NH_4 Fe(SO_4)_2,12 H_2O$) et le thiocyanate est donnée par l'équation suivante :

$SCN^- +Fe^{3+} \longrightarrow [Fe(SCN)]^{2+}$

La solution prend alors une couleur rouge-orangée due à la complexation des ions $Fe{3+}$avec les ions $SCN{-}$ pour donner $[Fe(SCN)]^{2+}$. Cette couleur est visible que lorsque la concentration du complexe $[Fe(SCN)]^{2+}= 10^{-5} mol.L^{-1}$ (c'est-à-dire lorsqu'il n'y a plus d'ions argent à complexer par le thiocyanate)

Protocole

Dosage des chlorures d'un lait

Décantation

Lors du dosage, les constituants des produits peuvent capturer des ions $Ag^+$ et ainsi fausser le dosage, donc il faut les éliminer par la décantation.

Dans une fiole jaugée de 200 ml, introduire :

• 20 mL de lait à analyser
• 2 ml d'acétate de zinc, goutte à goutte
• agiter et compléter a 200ml.
• Bien homogénéiser et laisser décanter 10 minutes environ : la décantation doit être nette, sinon recommencer
• filtrer la solution, le filtrat doit être limpide

Dosage du thiocyanate de potassium

Dans un bécher:

• Introduire 50 mL d'eau distillée
• 1 mL d'acide nitrique ( $HNO_3$,)
• 2 mL d'alun de fer et d'ammonium
• 5 mL de nitrate d'argent prélevé à la pipette
• Titrer avec la solution de thiocyanate et faire deux essais

Dosage de l'essai

Dans un bécher :

• Ajouter 50 ml de filtrat avec une pipette jaugée
• Ajouter 1 ml d'acide nitrique concentré
• Ajouter 2 ml d'alun de fer et d'ammonium
• Ajouter 5 ml de nitrate d'argent à la pipette jaugée et agiter

Titrer l’excès de nitrate d'argent par la solution de thiocyanate de potassium jusqu'à apparition d'une couleur orangée ou complexe chamois (couleur marron clair/orange)

Dosage des chlorures d'un produit à base de viande

Décantation

Dans un erlen :

• Peser une masse de 10 g exactement mesurée
• Ajouter 100 mL d'éthanol à 70°GL (dissolution de la matière grasse) et boucher l'erlen
• Chauffer pendant 15 minutes au bain-marie bouillant en remuant de temps en temps
• laisser refroidir à température ambiante
• Ajouter 2 mL de ferrocyanure de potassium $(K_4Fe(CN)_6, 3H_2O)\,$
• Agiter
• Ajouter 2 mL d'acétate de zinc $( Zn ( CH_3COO)_2,2 H_2O)\,$
• Agiter
• Laisser reposer 30 minutes à température ambiante
• Transvaser quantitativement dans une fiole de 200 ml et ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge
• Bien mélanger et filtrer, reprendre le protocole "Dosage de l'essai" précédent.

Calculs

Il s'agit d'un dosage en retour : lors de la chute de burette le reste des ions $Ag^+$réagissent avec les ions $SCN^-$versés. Une partie des ions $Ag^+$ ont précipité avec les ions $Cl^-$ avant le début de la chute de burette

$n_{Ag^+}$ totale $= n_{Ag^+}$ qui a réagi avec les $Cl^-$ + $n_{Ag^+}$ qui a réagi avec les $n_{SCN^-}$

$n_{Ag^+} = n_{Cl^-} + n_{SCN^-}$

$n_{Cl^-} = n_{Ag^+} - n_{SCN^-}$

$[Cl^-] = \frac{ (C_{AgNO_{3}} \times V_{AgNO_{3}}) - (C_{KSCN} \times V_{KSCN}) }{V_{Echantillon}} \times dilutions$

$m_{NaCl} = [Cl^-]\times V_{Echantillon} \times M_{NaCl} \,$

Intérêts du dosage

Dans le lait

La concentration des chlorures du lait est généralement de l'ordre de 0.8 à 1,2 g·l^-1. Si le taux est plus élevé, cela indique que le lait a été "mouillé".

Dans des produits à base de viande

Un trop fort taux de chlorures dans les produits carnés indique une fraude probable. Le sel augmente le pouvoir de rétention en eau des protéines et donc un gain de poids dû à l'eau. La concentration en sel dans une préparation à base de viande est en général de l'ordre de 4%.