EXPLOITER UN DOSAGE

BUT D’UN DOSAGE

• Déterminer la concentration d’une espèce en solution en effectuant une réaction chimique

LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL

Réactifà doser

Réactiftitrant

Concentration connue

Volume ajouté mesuré

Quantité ajoutée connue

Concentration initiale inconnue(A chercher)

Volume initial connu

Quantité initiale inconnue

LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL

H2O2

MnO4-

Concentration connue C(MnO4

-)

Volume ajouté mesuré à l’équivalence VE

Quantité ajoutée connue

concentration inconnue : Ci(H2O2)

Volume initial connu Vi

Quantité initiale inconnue

CARACTERISTIQUES DE LA TRANSFORMATION

Pour que cette transformation chimique puisse être utilisée comme base d’un dosage, il faut qu’elle soit :

-         univoque, c’est à dire non perturbée par une autre transformation chimique ayant les mêmes réactifs mais des produits différents ;

-         totale, c’est à dire que la réaction fasse disparaître au moins l’un des deux réactifs mis en présence ; on vérifiera ce point lorsque l’on réalisera un dosage;

-         rapide, c’est à dire qu’elle parvienne à son terme soit de manière instantanée.

EQUATION DE LA REACTION

Les couples oxydant/réducteur sont les couples : MnO4-

(aq)/Mn2+(aq) et O2(g)/H2O2(aq)

Les demi-équations des deux couples mis en jeu :

MnO4- (aq) + 8 H+ (aq) + 5 e- = Mn2+ (aq) + 4 H2O (l)

H2O2 (aq) = O2 (g) + 2 H+ (aq) + 2 e-

L’équation de la réaction d’oxydoréduction :2 MnO4

- (aq) + 5 H2O2 (aq) + 6 H+ (aq) 2 Mn2+ (aq) + 5 O2 (g) + 8 H2O (l)

EQUIVALENCE DU DOSAGELors d’un dosage, l’équivalence est atteinte lorsque

les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques. L’équivalence correspond aussi

au changement de réactif limitant. Avant l’équivalence, le réactif limitant est le réactif

titrant est l’ion permanganate MnO4-(aq). Après

l’équivalence, le réactif limitant est le réactif titré est l’eau oxygénée H2O2(aq).. Lors de ce dosage, on repère l’équivalence grâce à un

changement de couleur : le mélange contenu dans le bêcher passe de l’incolore au violet.

Quantités de réactifs introduites à l’équivalence

A l’équivalence, on a introduit la quantité d’eau oxygénée :

ni(H2O2) = Ci.Vi

Cette quantité est inconnue.

A l’équivalence, on a introduit la quantité d’ions permanganate :

nE(MnO4-) = C(MnO4-).VE = 3,2.10-4 mol Cette quantité est connue

Quantités de réactifs présents à l’équivalence

On connaît la quantité de réactif titrant présente à l’équivalence nE mais on ne connaît pas la quantité de réactif titré

introduite dans le bêcher ni. Il va falloir déduire la seconde de la première.

Pour cela, on utilise le fait qu’à l’équivalence les réactifs sont intégralement consommés.

TABLEAU DESCRIPTIF:

Équation de la réaction

2 MnO4- (aq) + 5 H2O2 (aq) + 6 H+ (aq) 2 Mn2+ (aq) + 5 O2 (g) + 8 H2O (l)

 

Quantité de matièreIntroduite à

l’équivalence (mol)

nE(MnO4-) ni(H2O2) En excès 0 0 Solvant

 

Quantité de matièrePrésente à

l’équivalence(mol)

nE(MnO4-)

- 2.xE

ni(H2O2) -

5.xE

En excès 2.xE 5.xE

EXPLOITATIONA l'équivalence, les réactifs sont introduits

dans les proportions stœchiométriques. Ils sont entièrement consommés. On a

nE(MnO4-) - 2.xE = 0 et xE = nE(MnO4

-)/2

ni(H2O2) - 5.xE = 0 et xE = ni(H2O2) /5On en déduit :

nE(MnO4-)/2 = ni(H2O2) /5

5.nE(MnO4-) = 2.ni(H2O2)

EXPLOITATION (2)La quantité d’ions permanganate introduite à

l’équivalence est :

nE(MnO4-) = VE.[ MnO4

-] = 3,2.10-4 molOn en déduit la quantité d’eau oxygénée placée dans le

bêcher :

ni(H2O2) = (5/2). nE(MnO4-) = 8,0.10-4 mol

On calcule la concentration en eau oxygénée de la solution-mère :

vi est le volume de solution d’eau oxygénée introduite

ci(H2O2) = ni(H2O2)/vi = 8,0.10-2 mol/L