Concentration molaire effective d'ions en solution

Concentration molaire effective d'ions en solution

Le but de ce TP est de préparer une solution ionique à partir d'un cristal ionique puis de vérifier par des réactions de précipitations les quantités d'ions formés lors de la dissolution du cristal.

Matériel disponible :

 Une burette graduée

 Une fiole jaugée de 100 mL + bouchon

 3 petits pots

 3 béchers de 50 mL

 une coupelle plastique

 4 tubes à essai

 2 pipettes en plastique

 1 entonnoir avec son support

 2 filtres en papier

 pissette d'eau distillée

Au bureau :

 2 balances à 0,01g

 1L de solution d'ions Ba²⁺ avec [Ba ²⁺]= 0,1 mol.L^-1

 1L de solution d'ions OH^- avec [OH ^-]= 0,1 mol.L^-1

 Sulfate de fer III Fe2(SO4)3 solide

 Une spatule

 Pipette de 20 mL avec propipette

.

I. Préparation de la solution de sulfate de fer (III)

1. Préparer 100 mL d'une solution de sulfate de fer (III) de concentration c=3,5.10^-3 mol.L^-1 à partir du solide Fe2(SO4)3.

2. Indiquer sur le compte rendu à l'aide de schéma le protocole expérimental pour réaliser cette dissolution.

3. Ecrire l'équation bilan de la dissolution du cristal ionique. En déduire les concentrations effectives des ions présents en solution.

II. Vérification expérimentale des quantités d'ions fer (III) et d'ions sulfate.

1. Prélever deux fois 20 mL de la solution de sulfate de fer III que l’on placera dans 2 béchers distincts (bécher 1 et 2).

2. Calculer le nombre de mol d'ions Fe³⁺ et d'ions sulfate SO42- présents dans ces 20 mL.

3. On donne les réactions de précipitations suivantes :

 les ions Fe³⁺ réagissent avec les ions hydroxydes OH^- en donnant un précipité marron

 les ions SO42- réagissent avec les ions baryum Ba²⁺ en donnant un précipité blanc.

Ecrire les équations bilan des deux réactions de précipitations.

4. Calculer les quantités de matière à utiliser en ions OH^- et en ions Ba²⁺ pour faire complètement réagir par précipitations les ions contenus dans les 20mL de la solution de sulfate de fer III

5. Calculer les volumes d'hydroxyde de sodium (Na⁺+ OH^-) et de chlorure de baryum (Ba²⁺ + 2Cl^-) pour faire complètement réagir les ions Fe³⁺ et SO42-.

6. Placer la solution de soude (Na⁺+ OH^-) dans une burette puis réaliser la précipitation des ions Fe³⁺ dans le bécher notée 1 en vous plaçant dans les conditions expérimentales de la question précédente.

7. Rincer correctement la burette puis y placer la solution de chlorure de baryum (Ba²⁺ + 2Cl^-). Réaliser la précipitation des ions sulfates SO42- dans le bécher noté 2 en vous plaçant dans les conditions expérimentales de la question 5.

8. Réaliser des tests complémentaires sur les produits de vos réactions de précipitations permettant de confirmer l'absence d'ions Fe³⁺ et SO42-.

9. Conclure : vérifier la validité de vos calculs théoriques.