Terminale STL Physique-Chimie 17/09/2010
TP C3 : Dosage des ions permanganate par les ions fer (II)
1. Introduction
La solution aqueuse de permanganate de potassium est un antiseptique. Le permanganate de potassium est vendu en sachet contenant 0,50g de permanganate de potassium solide (KMnO4). On souhaite vérifier cette valeur par un dosage par colorimétrie.
On prépare 1,0 L de solution titrée en dissolvant le contenu du sachet dans de l’eau distillée.
a. Rappeler le protocole expérimental permettant de préparer la solution titrée.
b. Ecrire l’équation de la réaction de dissociation du permanganate de potassium.
Compléter le montage expérimental suivant avec les mots : solution de sel de mohr, solution de permanganate de potassium, bécher, burette graduée, barreau aimanté, agitateur magnétique.
Solution titrée de
permanganate de
potassium
Agitateur magnétique Solution titrante de sel de mohr
Bécher
Turbulent
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2. Protocole expérimental
Dans un dosage colorimétrique, l’équivalence est déterminée pas l’observation d’une variation de couleur dans la solution. Le titrage s’effectue en deux fois : un premier titrage approximatif, puis un second, plus précis. On garde le premier titrage comme bécher témoin.
On souhaite titrer la solution préparée précédemment par une solution de sel de mohr acidifiée (solution contenant les ions fer II) de concentration c’ = 1,00×10-2 mol.L-1
1er dosage :
- Rincer la burette avec de l’eau distillée puis avec la solution titrante - Remplir la burette avec la solution titrante
- Prélever un volume V = 10,0 mL de la solution titrée.
- Mettre en place le dosage
- Ajouter mL par mL la solution titrante jusqu’à ce que la coloration rose disparaisse - Noter le volume équivalent approximatif Véq approx = 17 mL
2eme dosage :
- Recommencer les opérations précédentes de préparation du dosage
- Ajouter rapidement la solution titrante jusqu’à 2mL avant le volume équivalent - Continuer à verser la solution titrante goutte à goutte jusqu’à l’’équivalence - Noter le volume équivalent précis Véq = 16,9 mL
3. Exploitation
a. Quelles sont les espèces chimiques présentes dans la solution de permanganate de potassium ?
b. Quelles sont les espèces chimiques présentes dans la solution de sel de Mohr ? : ce sont les ions Fe2+ qui nous intéressent
c. Quelle est l‘équation de la réaction de dosage ? Demi-équations électroniques :
Pour le couple MnO4-/Mn2+
1ère étape : réactif à gauche dans l’équation et l’autre partie du couple à droite
2ème étape : on équilibre tous les éléments chimiques autres que O et H (1 de chaque coté)
3ème étape : on équilibre les O avec la molécule d’eau
4ème étape : on équilibre les H avec l’ion hydronium H+(aq)
5ème étape : on équilibre charges électriques avec des électrons e-
Pour le couple Fe3+/Fe2+
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d. Cette réaction est de type acido-basique ou oxydo-réduction ? Réaction d’oxydo-réduction car il y a échange d’électrons
e. Expliquer pourquoi on observe une décoloration à l’équivalence.
f. Faire un tableau d’avancement pour Vtitrante = 2,0 mL
Avancement
Etat initial 0
EXCES
c’Vtitrante 0 EXCES
0
Etat en cours x c’Vtitrante-5x x 5x
Etat final xf = c’Vtitrante-5xf =
0
xf 5xf
Avant l’équivalence le réactif titrant est le réactif limitant donc c’Vtitrante-5xf = 0 et par conséquent
g. Faire un tableau d’avancement pour Vtitrante = 20,0 mL
Avancement
Etat initial 0
EXCES
c’Vtitrante 0 EXCES
0
Etat en cours x c’Vtitrante-5x x 5x
Etat final xf =
= 0
c’Vtitrante-5xf xf 5xf
Après l’équivalence le réactif titré est le réactif limitant donc et par conséquent dont on ne connait pas la valeur (c’est le but du titrage)
h. Faire un tableau d’avancement pour Vtitrante = Véq
Avancement
Etat initial 0
EXCES
c’Véq 0 EXCES
0
Etat en cours x c’Véq-5x x 5x
Etat final xf =
= 0
c’Véq-5xf = 0 xf 5xf
A l’équivalence le réactif titrant et le réactif titré ont été introduit en proportion stœchiométrique ; les deux réactifs sont limitant : et
On en déduit que
i. En déduire la quantité de matière des ions permanganate dosé
j. Calculer la masse de permanganate de potassium contenu dans le sachet
On a effectué un dosage du permanganate de potassium présent dans 10 mL de solution. La quantité de permanganate de potassium présent dans 1 L de solution est donc 100 fois plus importante. La quantité de permanganate de potassium présent dans le sachet est donc ce qui correspond à une masse de
k. Comparer avec la valeur attendue.
Terminale STL Physique-Chimie 17/09/2010 A comparer avec la valeur de 0,50 g sur le sachet
Erreur relative :
Données : Couple oxydant réducteur MnO4-/Mn2+ et Fe3+/Fe2+
Masse molaire atomique : M(K) = 39,1 g.mol-1 ; M(Mn) = 54,9 g.mol-1 ; M(O) = 16,0 g.mol-1 ;
