Exercice d`entraînement : titrage d`oxydo-réduction
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Exercice d’entraînement : titrage d’oxydo-réduction Dosage d’une solution de sulfate de fer II On dose par titrage, en milieu acide, un volume V = 10,0 mL d’une solution de sulfate de fer II à concentration c en ion Fe2+ . Pour cela on utilise une solution de permanganate de potassium à concentration molaire c’ = 0,020 mol.L-1 en ions permanganate MnO4 -. Une coloration violette persiste quand on a ajouté VE = 10,5 mL de solution titrante. 1- Schématiser le montage expérimental. 2- Ecrire l’équation support du titrage. 3- Définir l’équivalence et préciser comment la détecter en pratique ; 4- Déterminer la concentration c en ions fer II de la solution de sulfate de fer II. On donne : MnO4 -/Mn2+ et Fe3+/Fe2+ . Aux concentrations évoquées, les solutions de Fe2+ sont vert-pâle et celle de Fe3+ sont jaune orangée. Dosage d’une solution de sulfate de fer II Corrigé 1- Montage expérimental Solution de permanganate de potassium à concentration c’ = 0,020 mol.L-1 en ions permanganate MnO4 – ( violet) V = 10,0 mL de solution de sulfate de fer II à concentration c en ion Fe2+ 2- Equation-support du titrage La réaction de titrage implique les couples espèces réactives sont MnO4 – et Fe2+ . Les demi-équations s’ écrivent donc : MnO4- + 8 H+ + 5 eFe2+ MnO4 -/Mn2+ et Fe3+/Fe2+ . D’après le protocole, les = Mn2+ + 4 H2O = Fe3+ + e(x5) MnO4- + 8 H+ + 5 Fe2+ Mn2+ + 4 H2O + 5 Fe3+ est l’équation du titrage . 3- Equivalence L’équivalence sera atteinte lorsque les deux réactifs MnO4 – et Fe2+ auront été apportés dans les proportions stœchiométriques , ces réactifs seront alors limitants. Initialement le contenu de l’erlenmeyer est vert pâle . On verse progressivement la solution de permanganate de potassium de couleur violette . Avant l’équivalence les ions permanganate sont limitants aussi ils sont consommés dès leur apport dans le mélange par des ions Fe2+ qui disparaissent en laissant place à des ions Fe3+. La solution va donc se colorer progressivement au jaune orangée . A l’équivalence , tous les ions Fe2+ ont été consommés par un nombre suffisant d’ions MnO4-, L’ajout d’une goutte de solution de permanganate de potassium laissera des ions MnO4- non consommés : aussi la solution se colorera en violet , l’emportant sur le jaune orangé de la solution contenue dans le bécher . Ce changement de couleur permettra de repérer l’équivalence. 4- Concentration c en ions fer II de la solution de sulfate de fer II. Le tableau suivant permet de suivre l’évolution des quantités de matière durant le titrage . On suivra uniquement l’évolution des quantités de matière des réactifs MnO4- Equation Avancement initial x= 0 xeq = c’ VE Il vient A.N. c = 8 H+ c’ VE Avancement à c’ VE – xeq l’équivalence =0 x = xeq A l’équivalence on a donc Donc + c= et + 5 Fe2+ Mn2+ + Qtés de matière cV 4 H2O + 5 Fe3+ c V – 5 xeq =0 simultanément c’ VE – xeq = 0 et cV xeq = 5 soit c’ VE c V – 5 xeq = 0 cV = 5 5 c' VE V 5 x.0,02.x10,5 10 donc c = 0,105 mol.L-1 La solution de sulfate de fer II est donc à concentration c = 0,105 mol.L-1 en ions fer II .
