EXPLOITER UN DOSAGE

BUT D’UN DOSAGE Déterminer la concentration d’une espèce en solution en effectuant une réaction chimique

LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL Concentration connue Volume ajouté mesuré Quantité ajoutée connue Réactif titrant Concentration initiale inconnue (A chercher) Volume initial connu Quantité initiale inconnue Réactif à doser

LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL Concentration connue C(MnO4-) Volume ajouté mesuré à l’équivalence VE Quantité ajoutée connue MnO4- concentration inconnue : Ci(H2O2) Volume initial connu Vi Quantité initiale inconnue H2O2

CARACTERISTIQUES DE LA TRANSFORMATION Pour que cette transformation chimique puisse être utilisée comme base d’un dosage, il faut qu’elle soit : -         univoque, c’est à dire non perturbée par une autre transformation chimique ayant les mêmes réactifs mais des produits différents ; -         totale, c’est à dire que la réaction fasse disparaître au moins l’un des deux réactifs mis en présence ; on vérifiera ce point lorsque l’on réalisera un dosage; -         rapide, c’est à dire qu’elle parvienne à son terme soit de manière instantanée.

EQUATION DE LA REACTION $ Les couples oxydant/réducteur sont les couples : MnO4-(aq)/Mn2+(aq) et O2(g)/H2O2(aq) " Les demi-équations des deux couples mis en jeu : MnO4- (aq) + 8 H+ (aq) + 5 e- = Mn2+ (aq) + 4 H2O (l) H2O2 (aq) = O2 (g) + 2 H+ (aq) + 2 e- " L’équation de la réaction d’oxydoréduction : 2 MnO4- (aq) + 5 H2O2 (aq) + 6 H+ (aq)  2 Mn2+ (aq) + 5 O2 (g) + 8 H2O (l)

EQUIVALENCE DU DOSAGE Lors d’un dosage, l’équivalence est atteinte lorsque les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques. L’équivalence correspond aussi au changement de réactif limitant. Avant l’équivalence, le réactif limitant est le réactif titrant est l’ion permanganate MnO4-(aq). Après l’équivalence, le réactif limitant est le réactif titré est l’eau oxygénée H2O2(aq).. Lors de ce dosage, on repère l’équivalence grâce à un changement de couleur : le mélange contenu dans le bêcher passe de l’incolore au violet.

Quantités de réactifs introduites à l’équivalence A l’équivalence, on a introduit la quantité d’eau oxygénée : ni(H2O2) = Ci.Vi Cette quantité est inconnue. A l’équivalence, on a introduit la quantité d’ions permanganate : nE(MnO4-) = C(MnO4-).VE = 3,2.10-4 mol Cette quantité est connue

Quantités de réactifs présents à l’équivalence On connaît la quantité de réactif titrant présente à l’équivalence nE mais on ne connaît pas la quantité de réactif titré introduite dans le bêcher ni. Il va falloir déduire la seconde de la première. Pour cela, on utilise le fait qu’à l’équivalence les réactifs sont intégralement consommés.

Introduite à l’équivalence (mol) Présente à l’équivalence(mol) TABLEAU DESCRIPTIF : Équation de la réaction 2 MnO4- (aq) + 5 H2O2 (aq) + 6 H+ (aq) 2 Mn2+ (aq) + 5 O2 (g) + 8 H2O (l)   Quantité de matière Introduite à l’équivalence (mol) nE(MnO4-) ni(H2O2) En excès Solvant Présente à l’équivalence(mol) nE(MnO4-) - 2.xE ni(H2O2) - 5.xE 2.xE 5.xE

EXPLOITATION nE(MnO4-) - 2.xE = 0 et xE = nE(MnO4-)/2 A l'équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques. Ils sont entièrement consommés. On a nE(MnO4-) - 2.xE = 0 et xE = nE(MnO4-)/2 ni(H2O2) - 5.xE = 0 et xE = ni(H2O2) /5 On en déduit : nE(MnO4-)/2 = ni(H2O2) /5 5.nE(MnO4-) = 2.ni(H2O2)

EXPLOITATION (2) La quantité d’ions permanganate introduite à l’équivalence est : nE(MnO4-) = VE.[ MnO4-] = 3,2.10-4 mol On en déduit la quantité d’eau oxygénée placée dans le bêcher : ni(H2O2) = (5/2). nE(MnO4-) = 8,0.10-4 mol On calcule la concentration en eau oxygénée de la solution-mère : vi est le volume de solution d’eau oxygénée introduite ci(H2O2) = ni(H2O2)/vi = 8,0.10-2 mol/L