18/10/12 dosage_SO2_correction.doc 1/1
Spécialité Physique-Chimie Corrigé TP Dosage du dioxyde de soufre TS I. Préparation de la solution
• Peser 0,40 g de sulfite de sodium à l'aide d'une balance, d'une capsule plastique.
• Verser le solide dans une fiole jaugée de 100,0 mL. Ajouter de l'eau distillée jusqu'à la moitié du volume environ. Agiter jusqu'à totale dissolution du solide puis compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge (le bas du ménisque arrivant au trait de jauge). Agiter, la solution est prête.
II. Dosage du dioxyde de soufre 1. Etude qualitative
1.1. Expérience 1
1.1.1 On peut affirmer qu'il y a une réaction lors de l'ajout du permanganate de potassium à la solution de dioxyde de soufre car on remarque la décoloration du permanganate.
1.1.2 1er test : mélange + Hydroxyde de sodium → apparition d'un précipité marron jaunâtre montrant la formation de Mn(OH)2 On peut donc affirmer qu'il y a des ions manganèse Mn2+(aq) dans le mélange. Ils ont été obtenus par réaction des ions permanganate MnO4-
(aq)
2nd test : mélange + Chlorure de baryum → apparition d'un précipité blanc montrant la formation de BaSO4. On peut donc affirmer qu'il y a des ions sulfate SO42-(aq) dans le mélange. Ils ont été obtenus par réactions du dioxyde de soufre SO2.
1.1.3 Les couples mis en jeu sont : MnO4-
(aq)/Mn2+(aq) et SO42-
(aq)/SO2
Les demi-réactions sont : MnO4-
(aq) + 8 H+ + 5 e– = Mn2+(aq) + 4 H2O
SO2 + 2 H2O = SO42-(aq) + 4 H+(aq) + 2 e– . L'équation simplifiée de la réaction est : 2 MnO4-(aq) + 5 SO2 + 2 H2O → 2 Mn2+(aq) + 5 SO42-(aq) + 4 H+
1.2. Expérience 2
1.2.1 Tout le SO2 présent dans l'échantillon a réagit, le permanganate est en excès, il ne se décolore plus car il ne réagit plus. On a dépassé les conditions stœchiométriques.
1.2.2 La première goutte de permanganate qui ne se décolore pas marque l'équivalence où l'on change de réactif limitant. Le changement de couleur est très facile à repérer. On pourra faire le calcul de la concentration inconnue dans ces conditions. On parle de dosage colorimétrique.
2. Etude quantitative
• Mise en place du dispositif (voir schéma en annexe)
Prélever V2 = 10,0 mL de solution de dioxyde de soufre (solution à doser), à l'aide d'une pipette jaugée de 10,0 mL. Placer ce prélèvement dans un erlenmeyer.
Remplir la burette avec la solution de permanganate de sodium (solution titrante) à C1 = 1,0 × 10-2 mol.L-1 en prenant bien soin de faire le zéro et de chasser la bulle d'air.
Placer l'erlenmeyer sur l'agitateur magnétique et régler l'agitation.
• Dosage : Réaliser un premier dosage grossier en versant la solution titrante mL par mL. Noter le volume versé V lorsque le mélange ne se décolore plus.
• Réaliser un second dosage « à la goutte près » en remettant le dispositif en place et en versant la solution titrante rapidement jusqu'au volume (V - 2) , puis en continuant goutte à goutte jusqu'au changement de couleur. Noter le volume versé à l'équivalence V1eq. = 10,6 mL On passe alors à l'interprétation.
2.1. A l’équivalence (changement de couleur), les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques et ont donc totalement réagi
équation-bilan 2 MnO4-(aq) + 5 SO2 + 2 H2O → 2 Mn2+(aq) + 5 SO42-(aq) + 4 H+
Etat initial x = 0 n1 n2 solvant 0 0 0
en cours x n1 - 2x n2 -5x solvant 2x 5x 4x
Etat final x = xmax n1 -2xmax n2 - 5xmax solvant 2xmax 5xmax 4xmax n1 -2xmax = 0 et n2 - 5xmax = 0 soit xmax = n2
5 d’où n1 -2 ×n2
5= 0 soit n2 = 5
2× n1 ou n2 5 = n1
2 2.2. n2 = 5
2 × n1 = 5
2 × C1 × V1eq. et n2 = [SO2] × V2 d’où [SO2] = 5
2 × C1 × V1eq
V2
[SO2] = 5
2 × 1,0 × 10-2 × 10,6
10,0 = 2,7 × 10-2 mol.L-1
