TP C4_C - CPGE TSI Lycée Louis Vincent

TP de Chimie n°4
2013/2014
TP de chimie n°4
Oxydoréduction : titrage par potentiométrie
I. Principe du titrage potentiométrique.
V
-
1. Expérience préliminaire.
+
Pont salin
-
Le pont salin permet de fermer le circuit. Il apporte
les porteurs de charges et assure la neutralité des
solutions.
- Voir ci-dessus pour la polarité.
Ajouter quelques gouttes de cérium IV dans le bécher
contenant les ions Fer II.
- La force électromotrice de la pile diminue. Les ions
Fer(II) réagissent.
- La réaction mise en jeu est Fe2+ + Ce4+ à Fe3+ + Ce3+
Fe2+
Cu2+
1
2
En suivant le potentiel d’une solution siège d’une réaction d’oxydoréduction, on peut suivre cette
réaction.
II. Titrage du Fer II par le Cérium IV.
1. Protocole expérimental.
Voir courbe ci-dessous.
2. Interprétation de la courbe obtenue.
a. Equation de la réaction :
Fe2+ + Ce4+ à Fe3+ + Ce3+
-
Réaction de titrage :
-
Ici, un électron est échangé, d’où : K = 10 0,06
1
O.KELLER – TSI1
(1,74−0,77)
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= 1016,2 . Cette réaction est quasi-totale.
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b. Bilan de matière :
Tableau d’avancement pour un volume V de solution introduite :
Fe2+ +
C0.V0
C0.V0−ξ
EI
EF
Ce4+ à
C.V
C.V−ξ
Fe3+ +
0
ξ
Ce3+
0
ξ
A l’équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions stoechiométriques, ainsi :
C0.V0−ξ=0 et C.Veq−ξ=0 d’où
C0.V0=C0.Veq
3. Repérage de l’équivalence
En utilisant la méthode des tangentes, on trouve : Veq = 9,83 mL.
Veq
9,83
= 0, 02
= 9,83.10 −3 mol / L
V0
20
L’incertitude sur la détermination de Veq dépend de la burette soit : ±0, 03mL
L’incertitude sur la détermination de V0 dépend de la pipette soit : ±0, 03mL
Avec le logiciel GUM, on évalue une incertitude de type B :
Ainsi, on trouve : C0 = C
On détermine alors la concentration de la solution de Fer(II) : C0 = ( 9,83 ± 0, 04).10 −3 mol / L
(incertitude élargie à 95 %)
4. Points particuliers
A la demi-équivalence : V=Veq/2=4,94mL
On trouve [Fe3+]=[Fe2+], soit EPt=E°(Fe3+/Fe2+).
On
(
mesure
sur
)
la
courbe :
ΔE = 427mV .
Or,
ΔE = Esol − 0, 244V .
On
en
déduit :
E° Fe3+ / Fe 2+ = 0, 427 + 0, 244 = 0, 671V .
On devrait trouver 0,77V. Cette différence s’explique par le complexe formé par les ions Fer(III)
avec l’eau.
A la double-équivalence : V=2.Veq=19,66mL
On trouve [Ce4+]=[Ce3+], soit EPt=E°(Ce4+/Ce3+).
On mesure sur la courbe : ΔE = 1, 085V .
(
)
Or,
ΔE = Esol − 0, 244V .
On
en
déduit :
E° Ce 4+ / Ce3+ = 1, 085 + 0, 244 = 1, 329V .
On devrait trouver 1,74V. Cette différence s’explique par un phénomène de « barrière » d’électrode.
La mesure est perturbée par la trop forte concentration des ions en solution.
O.KELLER – TSI1
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