DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE Protocole

(1)

Eau et environne ment

DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE Protocole

Spé-TS Séquence

1 et 2

EXPÉRIENCES PRÉLIMINAIRES

* Combustion du soufre.

Dans un creuset introduire une spatule de fleur de soufre. Mettre le feu au soufre et introduire rapidement le creuset dans un flacon. Au bout de quelques minutes, enlever le creuset et introduire de l’eau. Agiter et mesurer le pH.

* Oxydation du dioxyde de soufre.

Dans un tube à essai, contenant quelques millilitres de la solution de dioxyde de soufre, ajouter gouttes à gouttes une solution de permanganate de potassium.

Observez

Partager en deux, la solution précédente.

Dans le tube à essai n°1, on réalise le test au chlorure de baryum permettant de prouver la présence des ions sulfates.

Observez

Dans le tube n°2, continuer à ajouter la solution de permanganate de potassium. Observez.

DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION EN DIOXYDE DE SOUFRE.

Vous disposez d’une solution de permanganate de potassium de concentration en ions permanganate égale à 1,0.10

^-2

mol.L

^-1

.

En vous aidant de la fiche méthode, compléter le schéma présent sur le questionnaire et justifier votre choix.

Le soumettre au professeur puis réaliser l’expérience permettant de déterminer la concentration en dioxyde de soufre.

Donnée : MnO

4-

/Mn

²⁺

Le dioxyde de soufre anthropique est principalement émis par les industries et les centrales thermiques. Les combustibles fossiles, tels que le fuel ou le charbon, contiennent du soufre qui se transforme en dioxyde de soufre lors de leur combustion. C’est un gaz irritant, traceur de la pollution industrielle.

Soluble dans l’eau, il contribue à l’acidification des eaux de pluie par

formation d’acide sulfurique. Il est donc important d’évaluer la

concentration en dioxyde de soufre d’une eau.

(2)

Réactif titrant :

Réactif à titrer :

Eau et environne ment

DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE Questionnaire

Spé-TS Séquence

1 et 2

Expériences préliminaires

1. Ecrire l’équation de la combustion du soufre.

2. Que pouvez vous dire de la solution obtenue dans le flacon ?

3. Pourquoi peut-on affirmer qu’une réaction se produit lors de l’ajout de la solution de permanganate de potassium ?

4. a. Parmi les couples suivants, quel est le couple intervenant lors de la transformation

observée lors de l’ajout de la solution de permanganate de potassium ? Justifier votre réponse couples proposés : SO

42-

/ SO

2

, SO

2

/HSO

3-

, SO

2

/S , SO

2

/S

4

O

62-

b. Est-ce cohérent avec le résultat de votre test ?

5. Pourquoi la solution ne se décolore plus lorsque l’on poursuit l’addition du permanganate ? 6. Justifier que cette réaction peut être utilisée comme support d’un titrage.

Détermination de la concentration en dioxyde de soufre.

1. Compléter le schéma ci-joint

2. Faire la liste du matériel nécessaire à votre manipulation.

3. Ecrire la réaction support de ce titrage.

4. Dresser un tableau d’évolution du système ( ou tableau d’avancement)

5. A l’équivalence, quelle relation pouvez vous écrire entre la quantité de matière des ions permnaganate et celle du dioxyde de soufre ?

4. Calculer la quantité de dioxyde de soufre dans le prélèvement et en déduire la concentratrion en

dioxyde de soufre de solution S

(3)

Réactif titrant :

* Concentration C1 connue

* Volume ajouté variable

* Quantité de matière ajoutée variable

Réactif à titrer :

* Concentration C0 inconnue

* Volume V0 connu

Agitateur magnétique Burette graduée

Bécher

Fiche méthod e

DOSAGE ou TITRAGE ^Spé

TS

Doser ( ou titrer) … une espèce chimique ( molécule ou ion ) dans une solution , c’est déterminer la concentration molaire ( ou la quantité de matière ) de cette espèce dans la solution considérée

Principe d’un dosage.

1. vocabulaire

 L’espèce chimique dont on désire connaître la quantité de matière est appelé le réactif à titrer.

 L’espèce chimique utilisée pour doser est appelée le réactif titrant 2. schéma de montage

3. méthode générale

 Lors du dosage la réaction chimique entre le réactif à titrer et le réactif titrant doit être unique (pas

perturbée par une autre réaction chimique ayant les mêmes réactifs mais pas les mêmes produits), totale et rapide.

 On travaille sur un volume connu de réactif à titrer. On ajoute progressivement le réactif titrant

 Jusqu’à quel moment verser le réactif titrant ? : Jusqu’à ce que le réactif à titrer ait totalement réagi c’est à dire lorsqu’on a atteint l’équivalence.

Remarque : Avant l’équivalence : le réactif limitant est le réactif titrant

A l’équivalence : les 2 réactifs sont limitants ( le mélange est stoechiométrique) Après l’équivalence : le réactif limitant est le réactif à titrer

Comment repérer l’équivalence ?

Tracer d’une courbe : * Un dosage conductimétrique

* Un suivi de pH

Changement de couleur du milieu réactionnel : dosage redox,…

A l’équivalence, le réactif à titrer et le réactif titrant ont été entièrement consommés. C’est l’état du système chimique pour lequel les réactifs ont été introduits en proportions stoechiométriques.

L’avancement x, a atteint une valeur notée x

eq

.

(4)

 Changement de couleur d’un indicateur coloré empois d’amidon, NET, …

Commentaires Activités préliminaires sont faites en fin de séquence 1

La combustion pourrait être fait par tous les élèves mais cela sent fort, nécessite la hotte.

On prépare 1 L de solution en dissolvant 3,94 g de sulfite de sodium Na

2

SO

3

dans de l’acide chlorhydrique à 1,0.10

^-1

mol.L

^-1

. Mais on étiquette : « solution aqueuse de dioxyde de soufre »

C’est le premier dosage de l’année d’où la fiche méthode Pour 20 mL de cette solution, le Ve est de 12 mL.

2MnO

42–

+5SO

2

+2H

2

O=2Mn

²⁺

+5SO

42–

+ 4H

⁺

n(SO

2

) = 5/2 n(MnO

4–

) = 1,4.10

^-4

mol soit [SO

2

] = 0,014 mol.L

^-1

DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE Protocole

Eau et environne ment

DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE Protocole

Spé-TS Séquence

1 et 2

EXPÉRIENCES PRÉLIMINAIRES

* Combustion du soufre.

Dans un creuset introduire une spatule de fleur de soufre. Mettre le feu au soufre et introduire rapidement le creuset dans un flacon. Au bout de quelques minutes, enlever le creuset et introduire de l’eau. Agiter et mesurer le pH.

* Oxydation du dioxyde de soufre.

Dans un tube à essai, contenant quelques millilitres de la solution de dioxyde de soufre, ajouter gouttes à gouttes une solution de permanganate de potassium.

Observez

Partager en deux, la solution précédente.

Dans le tube à essai n°1, on réalise le test au chlorure de baryum permettant de prouver la présence des ions sulfates.

Observez

Dans le tube n°2, continuer à ajouter la solution de permanganate de potassium. Observez.

DÉTERMINATION DE LA CONCENTRATION EN DIOXYDE DE SOUFRE.

Vous disposez d’une solution de permanganate de potassium de concentration en ions permanganate égale à 1,0.10

mol.L

.

En vous aidant de la fiche méthode, compléter le schéma présent sur le questionnaire et justifier votre choix.

Le soumettre au professeur puis réaliser l’expérience permettant de déterminer la concentration en dioxyde de soufre.

Donnée : MnO

/Mn

Soluble dans l’eau, il contribue à l’acidification des eaux de pluie par

formation d’acide sulfurique. Il est donc important d’évaluer la

concentration en dioxyde de soufre d’une eau.

Réactif titrant :

Réactif à titrer :

Eau et environne ment

DOSAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE Questionnaire

Spé-TS Séquence

1 et 2

Expériences préliminaires

1. Ecrire l’équation de la combustion du soufre.

2. Que pouvez vous dire de la solution obtenue dans le flacon ?

3. Pourquoi peut-on affirmer qu’une réaction se produit lors de l’ajout de la solution de permanganate de potassium ?

4. a. Parmi les couples suivants, quel est le couple intervenant lors de la transformation

observée lors de l’ajout de la solution de permanganate de potassium ? Justifier votre réponse couples proposés : SO

/ SO

, SO

/HSO

, SO

/S , SO

/S

O

b. Est-ce cohérent avec le résultat de votre test ?

5. Pourquoi la solution ne se décolore plus lorsque l’on poursuit l’addition du permanganate ? 6. Justifier que cette réaction peut être utilisée comme support d’un titrage.

Détermination de la concentration en dioxyde de soufre.

1. Compléter le schéma ci-joint

2. Faire la liste du matériel nécessaire à votre manipulation.

3. Ecrire la réaction support de ce titrage.

4. Dresser un tableau d’évolution du système ( ou tableau d’avancement)

5. A l’équivalence, quelle relation pouvez vous écrire entre la quantité de matière des ions permnaganate et celle du dioxyde de soufre ?

4. Calculer la quantité de dioxyde de soufre dans le prélèvement et en déduire la concentratrion en

dioxyde de soufre de solution S

Réactif titrant :

* Concentration C1 connue

* Volume ajouté variable

* Quantité de matière ajoutée variable

Réactif à titrer :

* Concentration C0 inconnue

* Volume V0 connu

Agitateur magnétique Burette graduée

Bécher

Fiche méthod e

DOSAGE ou TITRAGE Spé

TS

Doser ( ou titrer) … une espèce chimique ( molécule ou ion ) dans une solution , c’est déterminer la concentration molaire ( ou la quantité de matière ) de cette espèce dans la solution considérée

Principe d’un dosage.

1. vocabulaire

 L’espèce chimique dont on désire connaître la quantité de matière est appelé le réactif à titrer.

 L’espèce chimique utilisée pour doser est appelée le réactif titrant 2. schéma de montage

3. méthode générale

 Lors du dosage la réaction chimique entre le réactif à titrer et le réactif titrant doit être unique (pas

perturbée par une autre réaction chimique ayant les mêmes réactifs mais pas les mêmes produits), totale et rapide.

 On travaille sur un volume connu de réactif à titrer. On ajoute progressivement le réactif titrant

 Jusqu’à quel moment verser le réactif titrant ? : Jusqu’à ce que le réactif à titrer ait totalement réagi c’est à dire lorsqu’on a atteint l’équivalence.

Remarque : Avant l’équivalence : le réactif limitant est le réactif titrant

A l’équivalence : les 2 réactifs sont limitants ( le mélange est stoechiométrique) Après l’équivalence : le réactif limitant est le réactif à titrer

Comment repérer l’équivalence ?

DOSAGE ou TITRAGE ^Spé