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TP-BAC STAV-43
DOSAGE D’UNE EAU OXYGÉNÉE PAR LE PERMANGANATE DE
POTASSIUM
Nom et prénom de l’élève
OBJECTIFS
- Réaliser un dosage colorimétrique.
- Identifier le point d’équivalence par un changement de couleur.
- Calculer une concentration molaire et le « titre en volume » d’une eau oxygénée.
1- Généralités et principe du dosage
L’eau oxygénée (ou peroxyde d’hydrogène), de formule : H2O2 sont des solutions instables. Au fil du temps elles se décomposent en libérant du dioxygène selon l’équation suivante :
H
2O
2 H
2O + ½ O
2La teneur en peroxyde d’hydrogène d’une solution commerciale d’eau oxygénée est définie par son « volume ». Il correspond au nombre de litres de dioxygène que peut libérer un litre d’eau oxygénée en se décomposant.
Si on parle d’eau oxygénée à 10 volumes, cela veut dire qu’un litre dégage en se décomposant 10 L de dioxygène dans les conditions normales de température et de pression.
D’après l’équation, 1 mole d’H2O2 libère ½ mole de O2. Le volume molaire VM = 22,4 L/mol, ce qui représente un volume de 11,2 L de gaz.
A partir d’une solution commerciale, l’eau oxygénée est dosée par une solution de permanganate de potassium de concentration (C = 0,02 mol.L-1) en milieu acide. L’eau oxygénée est oxydée par le permanganate.
2- Protocole opératoire
1 DILUTION DE LA SOLUTION MERE -PREPARATION D’UNE SOLUTION FILLE
Prélever à l’aide d’une pipette jaugée un volume de 5 mL de solution d’eau oxygénée commerciale dans une fiole jaugée de 100 mL. Compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge, boucher avec un parafilm et agiter.
Cette solution fille ainsi préparée servira pour le dosage d’oxydo-réduction.
Ta mission :
① Doser par colorimétrie cette solution.
② Trouver le volume à l’équivalence.
③ Calculer une concentration molaire et massique.
④ Déterminer son titre exprimé en « volume ».
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2 PREPARATION DE LA BURETTE
Dans la burette ajouter le permanganate de potassium de concentration molaire : C1 = 0,02 mol.L-1 en suivant le mode opératoire suivant :
Vérifier que le robinet d’arrêt de la burette est fermé.
(1) (2)
L’a remplir avec la solution de permanganate en veillant à ce qu’il n’y ait pas d’air dans la
partie inférieure. (fig. 1)
Ajuster le liquide au niveau zéro de la burette en faisant écouler l’excédent du réactif dans un
bécher. (fig. 2)
3 PREPARATION DE L’ERLEN CONTENANT LA PRISE D’ESSAI
Préparer 3 erlens de 150 mL et ajouter successivement dans chacun des erlens :
10,0 mL de la solution fille d’eau oxygénée diluée prélevé avec une pipette jaugée
20 mL d’eau distillée avec une éprouvette graduée.
5 mL d’acide sulfurique à 10 % ; A prélever sous la hotte.
4 DOSAGE RAPIDE : DETERMINATION D’UN ENCADREMENT DU VOLUME VE A L’EQUIVALENCE
Placer un erlen sur l’agitateur magnétique et sous la burette, ajouter le barreau aimanté, agiter modérément.
Ajouter la solution de permanganate de potassium, mL par mL en agitant doucement.
Suivre l’évolution de la couleur de l’erlen. Noter la couleur a chaque ajout de solution titrante.
V (mL) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Couleur de la solution
Stopper l’ajout de permanganate au changement de couleur. La solution a changé de couleur lorsque vous avez ajouté le volume de permanganate de potassium équivalent (VE) ;
Indiquer ce volume par encadrement : ………..…… mL < VE < ……….. mL
5 DOSAGE PRECIS (DIT DOSAGE A LA GOUTTE PRES)
Refaire le mode opératoire du paragraphe 2.
Prendre une nouvelle prise d’essai.
Ajouter la solution de permanganate de potassium jusqu’au changement de couleur (point d’équivalence) en respectant la consigne suivante :
- rapidement jusqu'à VE – 1 mL,
- puis gouttes à gouttes à l’approche du point d’équivalence (changement de couleur). N’oubliez pas d’agiter doucement à chaque ajout de solution titrante.
Lisez le volume de permanganate de potassium versé à l’équivalence.
On effectue deux dosages précis ; refaire le TP à partir du paragraphe 4.
Compléter le tableau suivant :
Essais précis N°1 N°2 Moyenne
VE en mL
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3- Compte rendu du TP
① Faire un schéma annoté du dosage d’oxydo-réduction.
② Pourquoi a-t-on dilué la solution commerciale ? De combien de fois a-t-on dilué la solution commerciale ?
③ Ecrire les demi-réactions ainsi que l’équation bilan de ce dosage.
④ Préciser l’oxydant et le réducteur. Justifier votre réponse.
⑤ Etablir la relation à l’équivalence, en tenant compte des coefficients stœchiométriques.
⑥ Montrer que la concentration molaire de la solution d’eau oxygénée diluée est égale a :
Puis calculer sa concentration. (la solution diluée d’eau oxygénée).
⑦ Calculer la concentration en eau oxygénée de la solution commerciale.
⑧ Déterminer le « titre en volume » de la solution commerciale étudiée.
→ Facteur de dilution :
ou
Avec C
Iet C
Freprésentant les concentrations et V
Iet V
Fles volumes.
→ Equilibrer une réaction d’oxydo-réduction :
Article 1 : Ecrire l’ébauche de la demi-réaction sans les coefficients stœchiométriques Article 2 : Equilibrer les atomes de l’élément commun à l’oxydant et au réducteur.
Article 3 : Equilibrer les atomes d’oxygène en ajoutant des molécules d’eau H2O.
Article 4 : Equilibrer les atomes d’hydrogène avec les ions H+.
Article 5 : Equilibrer les charges électriques en utilisant des électrons e-.
RANGER LE MATERIEL UTILISÉ SUR DE VOTRE PAILLASSE APRES LA SEANCE DE TRAVAUX PRATIQUES.
Couples rédox (E°) MnO4-
/Mn2+ 1,51 V O2/H2O2 0,68 V