C Co C o or r rr r re e ec c ct t ti i io o on n n T T TP P P- - -D D Do o os s sa a ag g ge e e d d du u u f f fe e er r r d d da a an n ns s s l l le e e v vi v i in n n b b bl l la a an n nc c c
1. Principe d’un dosage par étalonnage.
On utilise une série de solutions étalons de concentrations connues pour tracer une courbe d’étalonnage : ici A = f(c) que l’on utilise ensuite pour déterminer la concentration d’une solution inconnue.
2. Principe de fonctionnement du spectrophotomètre..
Le spectrophotomètre mesure l’absorbance d’une solution colorée. L’absorbance A dépend de la longueur de solution traversée par le faisceau lumineux (ici la largeur de la cuve), de la concentration de cette solution, et de la longueur d’onde de la radiation monochromatique utilisée.
Pour de meilleurs résultats, on se place toujours au maximum d’absorption : la couleur de la radiation utilisée doit être la couleur complémentaire de celle de la solution.
3. La solution S0 a été préparée par dissolution de cristaux de sels de Mohr de formule : FeSO4, (NH4)2SO4, 6H2O. Quelle masse de cristaux a-t-elle été nécessaire à la préparation de 100 mL de cette solution ?
C0 = 100 mg.L-1en ions Fe2+
Dans 100 mL il faut donc introduire 10 mg d’ions Fe2+ . Soit n° = m/M = 10.10-3/55,8 = 0,179.10-3mol de Fe2+
Il faut donc introduire 0,179.10-3mol de sel de Mohr, puisque une mole de sel va libérer une mole d’ions Fe2+ dans la solution.
M FeSO4, (NH4)2SO4, 6H2O.= 392.g.mol-1
Donc mFeSO4, (NH4)2SO4, 6H2O.= 392 x 0,179.10-3 = 0,07 g de sel de Mohr
4. Préciser le rôle des différents réactifs utilisés pour la préparation des solutions étalons.
Solution de chlorhydrate d’orthophénantroline : permet la formation d’un complexe coloré avec les ions Fe2+ ce qui permet d’avoir une gamme colorée de solutions étalons.
Solution tampon d’éthanoate de sodium : le rôle d’une solution est de fixer le pH d’une solution : ici le pH doit rester acide pour que le complexe précédent soit stable.
Solution d’hydroquinone : permet de réduire tous les ions Fe3+ en ions Fe2+ : on dose ensuite tous les ions fer présents dans le vin blanc.
5. Calculer la concentration des solutions étalons en ions Fe2+.
N° solution 2 3 4 5 6 7
Volume S1 (mL) 0 5 10 15 20 25
Teneur en Fer (g.L-1) 0 0,001 0 ,002 0,003 0,004 0,005 On peut calculer chaque fois le facteur de dilution :
F4 = Vfinal/Vprélevé = 50/10 = 5 La solution est donc diluée 5 fois : donc C1 = C0/5 =2 mg/L= 0,002 g/L 6. Tracer la courbe A = f (teneur en fer).Déterminer le coefficient de proportionnalité k.
A = 210. c donc k = 210 (g-1.L)
7.
Reporter la valeur de l’absorbance mesurée pour la solution de vin, et en déduire sa concentration en ions Fe2+
Cvin = 2 Clue sur la courbe (entre 8 à 10 mg/L)
y = 209,3x
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006
A
c (en g /L) A = f(c)
8. Exercice.
On dose un autre vin blanc par une méthode similaire :On introduit de l’acide chlorhydrique dans le vin pour détruire les complexes et libérer les ions fer(II) et fer(III). Puis on oxyde les ions fer (II) d’un échantillon de vin blanc en ions fer (III) à l’aide d’eau oxygénée en milieu acide.
Les ions fer (III) forment ensuite avec les ions thiocyanate SCN- (incolores) un complexe rouge, l’ion thiocyanatofer(III) FeSCN2+.
1. Ecrire la demi-équation d’oxydation des ions fer (II) en ions fer (III).
2. Ecrire la demi-équation de réduction de l’eau oxygénée H2O2 en milieu acide.couple(H2O2/H2O En déduire l’équation bilan de la réaction d’oxydo-réduction.
On réalise différents mélanges à partir d’une solution S contenant 10 mg d’ions fer (III) par litre. On indique, dans le tableau ci-dessous, les compositions des différents mélanges.
3. Indiquer le protocole à suivre pour préparer 50 mL d’une solution de fer (III) de concentration 10 mg/L à partir d’une solution mère de concentration 100 mg/L
Facteur de dilution : F = 10 donc on rélèvé 5 mL avec une pipette jaugée de 5mL, on les introduit dans une fiole jaugée de 50mL – on ajoute 1/3 d’eau distillée – on mélange – on complète au trait de jauge et on homogénéise.
4. Déterminer la concentration (en mg/L) en ions fer (III) du mélange n°5.
Solution 5 : 10 mL de solution S dans un volume total de (10+7+1+1+1) = 20 mL Facteur dilution 20/10 = 2 donc C5 = C/2 = 5mg/L
5. Spectre d’absorption A = f(λ ), dans le domaine du visible, de l’ion thiocyanatofer (III) FeSCN2+.
La solution absorbe au maximum les radiations de longueurs d’onde voisines de 480 nm, c'est-à-dire dans le bleu-vert : les radiations transmises sont donc de la couleur
complémentaire à celle des radiations aborbées : le rouge ( bleu + vert + rouge = Blanc !) On règle le spectrophotomètre à une longueur d’onde voisine de celle d u max d’absorbtion.
6. Quel est le rôle du mélange 0 ? Il sert à étalonner le spectrophotomètre : c’est
« le blanc « de référence.
7.7.
7.7. Les résultats sont reportés sur le graphe ciLes résultats sont reportés sur le graphe ciLes résultats sont reportés sur le graphe ci----dessous.Les résultats sont reportés sur le graphe cidessous.dessous. dessous.
A
solution vin= 0,16 c = 1,5 mg/L
Solution de vin = 5 mL de vin blanc ;12 mL d’eau distillée ;1mL d’acide chlorhydrique;1mL de thiocyanate de potassium ; 1mL d’eau oxygénée.
Le vin a été dilué 4 fois ( 5mL de vin dans 20 mL total) : Donc Cvin = 6 mG/L
