Comment savoir quelle réaction va se produire dans un mélange ?

[MrFiloubidou]

Hello,

Je reprends petit à petit la chimie (niveau secondaire). Je suis actuellement à la leçon du dosage redox potentiométrique et une question me taraude l'esprit .

Dans l'exemple du livre, l'auteur utilise une électrode de troisième espèce (platine) baignant dans une solution (Fe3+/Fe2+) et une électrode de seconde espèce au calomel saturé Hg2/Hg2Cl2/Cl-. L'idée est de déterminée la concentration en ion Fe2+ en ajoutant au compartiment des ions K+,Mno4- via l'équation bilan : Mno4- (+) 5Fe2+ (+) 8H+ = Mn2+ (+) 5Fe3+ (+) 4H2O

Si je comprend l'équation bilan, je me pose la question du pourquoi le Fe3+ ne se réduit pas en Fe2+ via l'électrode de platine et l'électrode au calomel saturé ? Pourquoi l'équation bilan ci-dessus est prédominante ? l'auteur du livre ne traite pas de mon intérrogation.

J'ai également d'autres questions lié à ce problème, pourquoi le Fe3+ ne se réduit pas en Fe (il me semble quel le potentiel d'une telle électrode est de 0,04V/ESH) ? Comment sait on que le Fer (dans cet exemple) peut libérer X ions ?

Merci pour vos réponses.
-----

[rododu27]

Bonjour,

tout d'abord l'électrode au calomel sert de référence. Elle permet de mesurer l'évolution du potentiel au cours du temps (http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89l...%C3%A9e_en_KCl)
Pour déterminer la réaction qui va avoir lieu il faut regarder, les ions que l'on a dans la solution, voir les couples qui leurs sont associés et connaître leurs potentiel standard (E°)
Dans ta solution, tu as des ions Fe3+ et Fe2+, ce qui nous donne donc le couple Fe3+/Fe2+ avec un E°=0,771
Ensuite, tu vas ajouter des ions MnO4-, le couple qui existe est MnO4-/Mn2+ avec un E°=1,507

Ce qu'il faut également savoir c'est que c'est l'oxydant le plus fort celui qui a le E° le plus élevé qui va réagir avec le réducteur le plus fort cad celui qui a le potentiel le plus faible. Ensuite, tu es en solution, donc il faut faire attention que les couples de l'eau H+/H20 et H20/H2 n'interviennent pas.
Tu ne peux pas réduire des ions Fe3+, car Mn04- est l'oxydant le plus fort donc c'est lui qui réagira.

[MrFiloubidou]

Bonjour,

Merci pour votre réponse claire. Toutefois, pouvez vous me clarifier une petite question :

Si le potentiel évolue, à cause des concentrations des couples, il faut prendre le potentiel de Nernst et non le potentiel standard ?

Merci

[rododu27]

Le potentiel de Nerst permet de calculer l'évolution du potentiel au fur et à mesure de la conversion. Le potentiel standard permet de déterminer quel oxydant réagira avec quel réducteur (règle du gamma). Mais, pour pouvoir calculer avec Nerst, il faut avoir la concentration en oxydant et en réducteur du couple concerné ce qui est le cas dans votre exemple pour Fe3+/Fe2 mais pas MnO4-/MnO2. En effet la concentration en MnO2 n'est pas connu à t=0.

[A voir en vidéo sur Futura]

[MrFiloubidou]

Ne peut on pas déduire la quantité de MnO2 via l'équation bilan et la mesure de la concentration injectée de d'ions MnO4- ?

En tout cas merci pour vos réponses.

[rododu27]

Il faut faire un tableau d'avancement. A t=0, vous avez la concentration en Fe3+/Fe2+, et celle de MnO4-. celle de MnO2 est nulle.
Après à un instant t, on peut déterminer toutes les nouvelles concentrations et donc en déduire l'évolution du potentiel au cours de la réaction. Et ainsi tracer une courbe.
Ou alors on peut ajouter juste une petite quantité de MnO4-, une fois que tout a réagi on considère que la réaction est à l'équilibre et il y a alors égalité des potentiel E(Fe3+/Fe2+)=E(MnO4-/MnO2) au facteur près, on peut ainsi en déterminer la concentration en MnO2. et on recommence ainsi de suite.
Comme vous avez pu le constater ça remonte un peu pour moi même si ça ne fait pas si longtemps que ça. La deuxième méthode me parait pas mal. Il faudrait un autre avis.