Dosage du fer

TP de Spécialité no 13
Dosage du fer dans l’eau
On trouve le fer dans les eaux naturelles sous forme
d’ions Fe2+(aq) et Fe3+(aq), de l’ordre de 0, 5 mg.L−1 . Ce fer
est artificiellement retiré des eaux embouteillées car les
ions ne sont pas stables, et l’apparition d’un dépôt nuirait à l’aspect du produit commercialisé. Quant à l’eau
potable au robinet, le seuil de potabilité, de 0, 2 mg.L−1 ,
est basé sur des aspects esthétique (la présence de fer
colore l’eau et provoque des taches sur le linge), gustatif (une eau riche en fer a un goût affreux) et bactérien
(une eau riche en fer peut favoriser le développement
de ferrobactéries dans le réseau de distribution).
• Terminer en ajoutant à la pipette graduée 1,0 mL
d’un colorant, la 1,10-phénantroline à 1, 0 g.L−1 , qui
va former avec les ions fer (II) un un ion polyatomique coloré, et ce tant que le pH reste compris entre
3,5 et 5,5.
Sur votre compte rendu
a. Calculer les concentrations en ions fer (II) des solution 1 à 6. Donner pour les solutions 7 à 10 le facteur
de dilution.
b. Pourquoi est-il important que toutes les solutions
aient le même volume ?
Le fer est un élément essentiel dans l’alimentation, surtout pour les femmes. Les besoins moyens sont de
l’ordre de 10 mg/jour, pour la synthèse de l’hémoglobine. Ces besoins doivent être couverts par l’alimentation : viande, fruits et légumes.
• Pour chaque solution 1 à 10, transvaser quelques millilitres dans une cuve à spectrophotométrie.
On va doser les ions fer (II) contenus dans les eaux, par
spectrophotométrie.
• Pour la solution étalon la plus concentrée, la solution
6, tracer le spectre d’absorption.
1
Sur votre compte rendu
c. Sur le spectre d’absorption, repérer le maximum
d’absorbtion λmax pour l’espèce colorée considérée.
2
Gamme d’étalonnage
• À l’aide de fioles jaugées de 50 mL, préparer les solutions suivantes :
– Tables 1 à 6 : solutions à base d’une solution étalon
d’ions fer (II) de concentration massique en fer de
t0 = 0, 1 g.L− exact, à verser dans la fiole à l’aide
d’une pipette graduée, selon les volumes suivants :
Table no
V (mL)
1
0,5
2
1,0
3
1,5
4
2,0
5
4,0
3
Spectre d’absorption de la solution
Courbe d’étalonnage
• Se placer au maximum d’absorbance λmax ≃ 510 nm.
• Effectuer le blanc avec la solution 10.
• Mesurer les absorbances A des solutions 1 à 9.
6
8,0
Sur votre compte rendu
d. Tracer le graphique représentant l’évolution de l’absorbance A en fonction de la concentration massique
en fer (II) des solutions étalon 1 à 6 préparées.
e. Modéliser le graphique tracé ; la linéarité entre l’absorbance et la concentration est-elle vérifiée ? Est-ce
grave ?
À compléter jusqu’au trait de jauge avec de l’eau
distillée.
c
– Table 7 : remplir la fiole jaugée d’Hydroxydase,
une eau vendue en pharmacie pour les cures thermales à domicile. Utiliser une pipette simple pour
ajuster au trait de jauge.
– Table 8 : remplir la fiole jaugée d’eau de Gimeaux,
petit bled proche de Riom où l’on trouve des résurgences de sources pétrifiantes. Utiliser une pipette
simple pour ajuster au trait de jauge.
– Solutions supplémentaires : no 9 : fiole jaugée remplie d’eau du robinet ; no 10 : fiole jaugée remplie
d’eau distillée, qui sera utilisée comme « blanc ».
Réserver toutes ces solutions dans des béchers numérotés de 1 à 10.
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Résultats
f. Déterminer par lecture graphique sur la courbe
d’étalonnage, la concentration massique en fer (II)
des échantillons 7 et 8 étudiés.
g. À l’aide du facteur de dilution trouvé précédemment, en déduire la concentration massique initiale
des eaux étudiées.
h. Les eaux naturelles peuvent aussi contenir des ions
fer (III). Proposer une méthode pour doser la quantité totale d’ions fer contenus dans l’eau.
i . Justifier l’appelation « dosage par étalonnage »
donné au dosage réalisé.
• Dans chacun des béchers, introduire à la pipette jaugée 20,0 mL de solution tampon ion acétate/acide
acétique, ce qui va fixer le pH de la solution à 5 environ.
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