Correction des exercices du chapitre 4b
Exercice 26 p 87 Construction du tableau d’avancement Équation MnO4-
(aq) + 8H+ + 5Fe 2+(aq) → Mn2+(aq) + 4H2O + 5Fe3+(aq)
E.I. x = 0 ni(MnO4-
) ni(Fe2+) ni(Mn2+) = 0 ni(Fe3+) = 0 E.T.C x n(MnO4-
) = ni(MnO4-) – x n(Mn2+) = ni(Mn2+) + x = x
n(Fe2+) = ni(Fe2+) - 5x n(Fe3+) = ni(Fe3+) + 5x = 5x E.F. nf(MnO4-
) = ni(MnO4-) – xmax nf(Mn2+) = xmax
nf(Fe2+) = ni(Fe2+) - 5xmax nf(Fe3+) = 5xmax Première forme de rédaction en accord avec l’énoncé
Le mélange est stœchiométrique quand les réactifs ont totalement disparu, ce qui signifie que leur quantité finale est nulle.
nf(MnO4-
) = ni(MnO4-) – xmax = 0 et nf(Fe2+) = ni(Fe2+) - 5xmax = 0 xmax = ni(MnO4-
) xmax = ni(Fe2+) / 5
xmax = ni(MnO4-
) = ni(Fe2+) / 5 ou 5 ni(MnO4-
) > ni(Fe2+) ou ni(Fe2+) / ni(MnO4-
) = 5 Les réactifs dans les conditions stœchiométriques sont donc dans ces proportions.
Si ni(MnO4-
) > ni(Fe2+) / 5 ou ni(Fe2+) / ni(MnO4-
) < 5, les ions permanganate sont en excès.
Si ni(MnO4-
) < ni(Fe2+) / 5 ou ni(Fe2+) / ni(MnO4-
) > 5, les ions fer II sont en excès.
Remarque : les ions manganèse sont incolores. Leur présence n’intervient pas sur la couleur.
1) a. ni(Fe2+) / ni(MnO4-
) = 0,40 / 0,20 = 2,0 donc les ions permanganate sont en excès.
b. ni(Fe2+) / ni(MnO4-
) = 1,50 / 0,20 = 7,5 donc les ions fer II sont en excès.
c. ni(Fe2+) / ni(MnO4-) = 1,00 / 0,20 = 5,0 donc les ions sont dans les conditions stœchiométriques.
Seconde forme de rédaction plus adaptée au cours Deux hypothèses :
Ions Fer II : réactif limitant Ions permanganate : réactif limitant nf(Fe2+) = ni(Fe2+) - 5xmax = 0 nf(MnO4-
) = ni(MnO4-) – xmax = 0
xmax = ni(Fe2+) / 5 xmax = ni(MnO4-
)
1) a. ni(Fe2+) = 0,40 mol ni(MnO4-
) = 0,20 mol xmax = 0,40 / 5 = 0,08 mol xmax = 0,20 mol Fe2+ est donc le réactif limitant et MnO4-
est en excès.
b. ni(Fe2+) = 1,50 mol ni(MnO4-
) = 0,20 mol
xmax = 1,50 / 5 = 0,30 mol xmax = 0,20 mol
MnO4-
est donc le réactif limitant et Fe2+ est en excès.
c. ni(Fe2+) = 1,00 mol ni(MnO4-
) = 0,20 mol xmax = 1,00 / 5 = 0,20 mol xmax = 0,20 mol Les deux réactifs sont limitants et les conditions sont stœchiométriques.
2) a. a. Le mélange contient donc des ions fer III (jaune) et des ions permanganate.
b. Le mélange contient donc des ions fer III (jaune) et des ions fer II (vert pâle).
c. Le mélange contient donc des ions fer III (jaune).
b. a. Les ions permanganate vont dominer la coloration de la solution qui sera rose avec une tendance jaunissante à cause de la présence des ions fer III.
b. Les ions fer III vont dominer la coloration de la solution qui sera jaune légèrement plus pâle à cause de la présence des ions fer II.
c. Les seuls ions présents colorés sont les ions fer III donc la solution sera jaune.
Exercice 29 p 87
Données : sulfate de fer c1 = 1,0.10-1 mol.L-1 V1 = 20,0 mL = 20,0.10-3 L Hexacyanoferrate(II) de potassium c2 = 1,0.10-1 mol.L-1 V2 = 30,0 mL = 30,0.10-3 L Équation 4 Fe3+(aq) + 3 Fe(CN)64-
(aq) → Fe4[ Fe(CN)6]3 (s) E.I. x = 0 ni(Fe3+) ni(Fe(CN)64-
) ni(Fe4[ Fe(CN)6]3) = 0
E.T.C x n(Fe3+) = ni(Fe3+) – 4x n(Fe4[ Fe(CN)6]3) = ni(Fe4[ Fe(CN)6]3) + x = x n(Fe(CN)64-
) = ni(Fe(CN)64-
) - 3x E.F. nf(Fe3+) = ni(Fe3+) – 4xmax nf(Fe4[ Fe(CN)6]3) = xmax
nf(Fe(CN)64-
) = ni(Fe(CN)64-
) - 3xmax 1) n1 = ni(Fe3+) = c1 x V1 = 1,0.10-1 x 20,0.10-3 = 2,0.10-3 mol
n2 = ni(Fe(CN)64-
) = c2 x V2 = 1,0.10-1 x 30,0.10-3 = 3,0.10-3 mol
2) Première hypothèse : Fe3+ est le réactif limitant donc sa quantité finale est nulle.
nf(Fe3+) = ni(Fe3+) –4xmax = 0 d’où xmax = ni(Fe3+) / 4 = 2,0.10-3 / 4 = 5,0.10-4 mol Deuxième hypothèse : Fe(CN)64-
est le réactif limitant donc sa quantité finale est nulle.
nf(Fe(CN)64-
) = ni(Fe(CN)64-) –3xmax = 0 d’où xmax = ni(Fe(CN)64-
) / 3 = 3,0.10-3 / 3 = 1,0.10-3 mol La bonne valeur de xmax est la plus petite donc xmax = 5,0.10-4 mol et le réactif limitant est l’ion fer III.
3) nf(Fe3+) = ni(Fe3+) – 4xmax = 0 mol nf(Fe(CN)64-
) = ni(Fe(CN)64-
) - 3xmax = 3,0.10-3 – (3 x 5,0.10-4) = 1,5.10-3 mol nf(Fe4[ Fe(CN)6]3) = xmax = 5,0.10-4 = 5,0.10-4 mol
4) ms = nf(Fe4[Fe(CN)6]3) x M(Fe4[ Fe(CN)6]3) = 5,0.10-4 x 858,6 = 4,3.10-1 g
