DOSAGE D`UNE SOLUTION ACIDE DE SEL DE MOHR On se

DOSAGE D’UNE SOLUTION ACIDE DE SEL DE MOHR
On se propose de doser une solution (S) de sel de Mohr et d’acide sulfurique. Dans cette solution
le sel de Mohr de formule : FeSO4, (NH4)2SO4, 6 H2O a une concentration molaire CS voisine de
0,06 mol.L-1.
Pour les différents dosages, il sera notamment utilisé :


une solution (P) de permanganate de potassium :
une solution (E) étalon de sel de Mohr :
CP ≈ 0,02 mol.L-1
CE = 3,00  10-4 mol.L-1
PLAN DE TRAVAIL
1. Étalonnage de la solution (P) de permanganate de potassium par pesées d’oxalate de
sodium (détection visuelle).
2. Dosage des ions fer(II) de la solution (S) par la solution (P) de permanganate de potassium
(potentiométrie à intensité nulle).
3. Dosage des ions fer(II) de la solution (S) (spectrophotométrie d’absorption
moléculaire).
DONNEES (à 25 °C)
Oxalate de sodium : Na2C2O4
masse molaire : M = 134,00 g.mol-1
Acide oxalique : H2C2O4
diacide faible : pKa1 = 1,2 ; pKa2 = 4,3
Acide sulfurique : H2SO4
considéré comme un diacide fort
Potentiels standard par rapport à l'ESH
Couple
MnO4 / Mn2+
E0 / V
1,51
Fe3+ / Fe2+
(milieu H2SO4)
0,67
CO2 / H2C2O4
Cr2O72 / Cr3+
 0,47
1,33
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MANIPULATIONS
1. Étalonnage de la solution (P) de permanganate de potassium par pesées d’oxalate de
sodium
Introduire dans un erlenmeyer une masse m d’oxalate de sodium voisine de la valeur proposée à
la question Q4. Ajouter environ 50 mL d’eau distillée et 10 mL d’acide sulfurique au 1/10.
Commencer le dosage en versant 2 ou 3 mL de la solution (P) et chauffer la solution jusqu’à
décoloration. Continuer alors le dosage sans chauffer jusqu’à persistance de la coloration rose.
Faire deux essais concordants. On appelle V1 le volume à l’équivalence.
Q1- Écrire l’équation de la réaction qui a lieu avant dosage entre l’ion oxalate et l’acide sulfurique.
Q2- Ecrire l'équation de la réaction de dosage.
Q3- Expliquer pourquoi il est nécessaire de chauffer au début. Pourquoi n’est-il pas nécessaire de
chauffer ensuite ?
Q4- Montrer que la masse théorique d’oxalate de sodium à peser pour avoir un volume à
l’équivalence voisin de 20 mL est proche de 0,13 g.
Q5- Exprimer la concentration molaire CP de la solution de permanganate de potassium.
(Précision : 0,5 %)
2. Dosage des ions fer(II) de la solution (S) par la solution (P) de permanganate de
potassium étalonnée (potentiométrie à intensité nulle)
À une prise d’essai E2 = 20 mL de solution (S), ajouter environ 10 mL d’acide sulfurique au 1/10 et
environ 100 mL d’eau distillée. Plonger les électrodes adéquates reliées au montage permettant
de réaliser la potentiométrie à intensité imposée nulle. Faire les réglages nécessaires et doser par
la solution (P) de permanganate de potassium.
Tracer la courbe correspondante et déterminer le volume V2 à l’équivalence.
Q6- Écrire l’équation de la réaction de dosage.
Q7- Justifier que la concentration molaire CS en sel de Mohr de la solution (S) est égale à la
concentration molaire en ions fer(II).
Q8- Montrer que le volume E2 de la prise d’essai à effectuer correspond à un volume à
l’équivalence voisin de 12 mL.
Q9- Exprimer la concentration molaire C2 en sel de Mohr de la solution (S). (Précision : 1 %)
3. Dosage des ions fer(II) de la solution (S) par spectrophotométrie d'absorption
moléculaire
On dispose d’une solution étalon (E) de sel de Mohr de concentration molaire égale à
3,00 × 10-4 mol.L-1.
Diluer cinquante fois la solution à doser (S). On obtient la solution (S').
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Préparer la série suivante de fioles de 100 mL en introduisant les réactifs dans l’ordre indiqué :
N° de fiole
Volume de solution (S’) / mL
Volume de solution (E) / mL
Solution de chlorure d’hydroxylammonium / mL
Solution tampon pH = 5,5 / mL
Solution d’orthophénanthroline / mL
Eau distillée
0
2
0
2
10
2
1
2
3
4
2
2
2
2
4
8
12
16
2
2
2
2
10
10
10
10
2
2
2
2
compléter à 100 mL
5
2
20
2
10
2
Attendre une quinzaine de minutes.
Régler la longueur d'onde du spectrophotomètre à 510 nm. Faire le zéro avec de l’eau distillée.
Mesurer la valeur de l'absorbance pour chaque fiole et tracer la courbe représentant l'absorbance
en fonction de la concentration CEi pour chacune des fioles. CEi est la concentration molaire en
ions fer(II) provenant de la solution étalon (E).
Q10- Indiquer le nom de la méthode utilisée pour ce dosage spectrométrique.
Q11- Calculer les concentrations CEi en ions fer(II) provenant de la solution (E) dans chaque fiole
de la gamme.
Q12- Énoncer (à l’aide d’une phrase) la loi de Beer-Lambert puis donner son expression.
Préciser les conditions de validité de cette loi.
Q13- Expliquer pourquoi on choisit généralement la longueur d’onde de travail au maximum du
spectre d’absorption.
Q14- Déterminer la concentration molaire en ions fer(II) de la solution (S), notée C3, en détaillant
la méthode retenue. (Précision : 3 %)
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Numéro du poste :
FEUILLE DE RESULTATS
1. Étalonnage de la solution (P) de permanganate de potassium par pesées d’oxalate de
sodium
Essai
1
2
3 (éventuel)
m/g
V / mL
C / mol.L-1
Cretenue (précision : 0,5 %)
CP = (
±
)
Vérifier la concordance :
2. Dosage des ions fer(II) de la solution (S) par la solution (P) de permanganate de
potassium étalonnée (potentiométrie à intensité nulle) (Précision : 1 %)
V2 =
C2 = (
±
)
3. Dosage des ions fer(II) de la solution (S) par spectrophotométrie d'absorption
moléculaire (Précision : 3 %)
N° de fiole
CEi / mol.L-1
0
1
2
3
4
5
Absorbance
C3 = (
±
)
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