Exercice 1

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DEVOIR SURVEILLE N°5 (sujet B), classe de 1°S
(20 points ; 1h55 min)
N.B.
-
Deux points seront réservés à la qualité de la présentation et de la rédaction.
Dans la mesure du possible toute réponse devra être justifiée.
Exercice 1
Dosage conductimétrique d’une solution d’hydroxyde de potassium
On dispose au laboratoire d’un flacon contenant une solution aqueuse S0 d’hydroxyde de potassium
( K+(aq) + HO-(aq)) mais dont on ignore la concentration molaire C0. Un dosage est alors réalisé. On dilue
d’abord 80 fois la solution S0. On prélève ensuite un volume VB = 10 mL de la solution diluée que l’on introduit
dans un bécher en ajoutant 200 mL d’eau distillée. On plonge la cellule d’un conductimètre dans le bécher. On
effectue alors le dosage par une solution d’acide chlorhydrique (H3O+(aq) + Cl-(aq) de concentration
CA = 1,0 x 10-1 mol.L-1. On note VA le volume de solution d’acide chlorhydrique ajouté dans le bécher.
On obtient les résultats suivants :
VA (mL)
0
2
4
6
8
10
 (mS.cm-1)
1,34
1,21
1,08
0.96
0,84
0,73
VA (mL)
14
16
18
20
 (mS.cm-1)
0,68
0,93
1,23
1,55
1.
2.
3.
4.
5.
12
0,63
Ecrire l’équation de la réaction de dosage sachant que les ions potassium K + et les ions chlorure Clsont des ions spectateurs. De quel type de réaction s’agit-il (justifier) ?
Tracer sur papier millimétré la courbe représentant l’évolution de la conductivité de la solution en
fonction du volume VA de solution d’acide chlorhydrique versé.
Echelles :
en abscisse : 1 cm représente 2 mL
en ordonnée : 1 cm représente 0,2 mS.cm-1
Quel est le réactif limitant avant l’équivalence, à l’équivalence et après celle-ci ? Justifier
qualitativement l’évolution de la conductivité au cours du dosage.
Comment peut-on déterminer le volume VAE de solution d’acide chlorhydrique versé à l’équivalence.
Le déterminer.
A l’équivalence, quelle relation peut-on écrire entre la quantité n (H3O+) d’ions oxonium versée et la
quantité n(HO-) d’ions hydroxyde dosée. Justifier. (On pourra éventuellement s’aider d’un tableau
d’avancement).
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6.
Déterminer la concentration CB de la solution diluée d’hydroxyde de potassium en déduire la
concentration C0 de la solution S0.
Données :
(H3O+) = 35,0 mS.m2.mol-1 ; (HO-)=19,9 mS.m2.mol-1 ; (K+)=7,35 mS.m2.mol-1 ;
 (Cl-)=7,63 mS.m2.mol-1
Exercice 2
Dosage des ions permanganate
On souhaite déterminer la concentration molaire apportée C d’une solution S de dioxyde de soufre SO 2(aq)
Pour cela, on dose un volume V = 20,0 mL de la solution S par une solution acidifiée de permanganate de
potassium ( K+ (aq) + MnO4-(aq) de couleur violette et de concentration molaire apportée C’= 3,50 x 10-2 mol.L-1.
Le volume de solution de permanganate de potassium versé à l’équivalence vaut V’E = 12,3 mL.
1.
2.
Faire un schéma clair et soigneusement légendé du dispositif expérimental nécessaire.
2.1. Ecrire les deux demi-équation relatives aux couples oxydant/réducteur, ion
permanganate/ion manganèse (MnO4-(aq)/Mn2+(aq)) et ion sulfate/dioxyde de soufre
(SO42-(aq)/SO2(aq)).
2.2. En déduire que l’équation de la réaction de dosage peut s’écrire :
2MnO4- (aq) + 5 SO2(aq) + 2 H2O (l)  2 Mn2+(aq) + 5 SO42- (aq) + 4 H+ (aq)
3.
4.
5.
3.1. Compléter, littéralement (avec des lettres), le tableau d’avancement de la réaction de
dosage ce trouvant ci-dessous en annexe (à rendre avec la copie). Aucune justification
n’est demandée.
3.2. En déduire la relation existant à l’équivalence entre la quantité n(MnO 4-) d’ions
permanganate versée et la quantité n(SO2) de dioxyde de soufre dosée.
Comment l’équivalence peut-elle être repérée expérimentalement sachant que parmi les espèces
chimiques considérées seuls les ions permanganate sont colorés (violet).
Déterminer la concentration C de la solution S.
ANNEXE
Equation de la réaction
Etat du système
+ 5 SO2(aq)
avancement
xéq
+
2H2O (l)  2 Mn2+ (aq) +
5 SO42-(aq) +
4 H+ (aq)
Quantités de matière
n(MnO4-)
Etat initial
Equivalence
2 MnO4- (aq)
n(SO2)
excès
beaucoup
excès
beaucoup