Déduire une relation entre deux concentrations

[MissMM]

Bonsoir,

Je viens humblement vous demander de l'aide pour un exercice de chimie sur un TP à propos de la Méthode de Mohr.
Voici l'énoncé de l'exercice :

On dispose d'une solution S de chlorure de fer III FeCl₃ de concentration c inconnue.

1. Écrire l'équation de la réaction de dissolution du chlorure ferrique et en déduire une relation entre [Cl^-] et c pour cette solution.
2. On désire réaliser une solution S' de concentration c', diluée 20 fois par rapport à la solution S.
   On dispose de la verrerie suivante : fioles jaugées de 50mL, 100mL, 250mL, 500mL et 1L ; et pipettes jaugées de 10mL, 20mL et 25mL.
   Décrire les opérations nécessaires à cette dilution en précisant les précautions expérimentales.
3. On prélève v'=20,0mL de solution S' et on dose les ions Cl^- qu'elle contient par une solution de nitrate d'argent de concentration c₁=0,020mol.L-1 ; le volume de solution de nitrate d'argent nécessaire pour atteindre l'équivalence est v₁=17,20mL.
   1. Écrire l'équation de la réaction de dissolution du nitrate d'argent et en déduire une relation entre [Ag^-] et la concentration c₁.
   2. Écrire l'équation de la réaction support du dosage.
   3. Exprimer littéralement la concentration c' en fonction de c₁, v₁ et v' ; calculer c' puis c.

Voici les problèmes que je rencontre sur cet exercice :

• Tout d'abord, concernant la question 1.
  Je pense que l'équation de la réaction de dissolution est FeCl₃(s) + H₂O(l) → Fe³⁺(aq) + 3Cl^-(aq).
  Cependant, je n'arrive pas à comprendre comment je suis censée trouver la relation entre [Cl^-] et c quand je n'ai pratiquement aucune donnée sur la solution.
  J'ai pensé à faire un tableau d'avancement mais sans connaître le volume v et la concentration c, il me semble compliqué de le réaliser.
• En ce qui concerne la question 2.
  Je suppose que l'on attend de moi un protocole expérimental avec des mesures précises.
• Enfin, concernant la question 3.
  Je n'ai pas de question dans l'immédiat car il me semble que le petit 1 est en lien avec la question 1.
  J'aimerais juste savoir ce qu'est le support du dosage afin de comprendre le petit 2.
  Et le petit 3 me semble être tout bonnement un calcul dans la plus simple des formules.

Voilà voilà.
Merci d'avoir pris le temps de lire mon message et je remercie d'avance aussi l'aide que vous pourriez me procurer.
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[Resartus]

Si on ne dit rien de plus dans l'énoncé, c'est parce que le chlorure de fer ferrique s'ionise entièrement dans l'eau. L'équation de dissolution vous donne directement le rapport entre la concentration en ions Cl- et la concentration en Fe+ et donc en FeCl3
Idem avec nitrate d'argent (mais en plus simple). La concentration en Ag+ sera la même que NO3- et donc de AgNO3

Avec cela, et sachant que le sel insoluble sera AgCl, vous devriez pouvoir continuer...

[MissMM]

J'y vois plus clair maintenant, je suppose donc que la réponse devrait être c=[Fe³⁺] + 3[Cl^-].
Merci beaucoup !

[Kemiste]

Bonsoir,

Ce n'est pas la bonne relation. Pour y voir plus clair, tu peux considérer que tu as, par exemple, 1 mole de FeCl₃. Combien de mole de de Fe³⁺ et Cl^- vas-tu alors obtenir ? Tu peux t'aider d'un tableau d'avancement. Quel est alors le lien entre la quantité de FeCl₃ et celle de Fe³⁺ ? Idem pour FeCl₃ et Cl^- ? Sachant que le volume ne varie pas, ces relations sont également valables pour les concentrations.

[A voir en vidéo sur Futura]

[MissMM]

Bonjour,

Je pense avoir compris ce que je suis censée faire. Mais du coup, dois-je faire apparaître le tableau d'avancement sur ma copie en signifiant bien qu'il s'agit d'une valeur supposée ?
Sinon, voici ce que j'ai essayé de faire :

État	Avancement (mol)	FeCl3(s) +	H2O(l) →	Fe3+(aq) +	3Cl-(aq)
initial	0	c*v	Solvant	0	0
intermédiaire	x	c*v-x	Solvant	x	3x
final réel	xf	c*v-xf	Solvant	xf	3xf
final fictif	xmax	c*v-xmax	Solvant	xmax	3xmax

J'obtiens donc [Cl^-]=3x_max avec x_max=c*v
Par conséquent, [Cl^-]=3(c*v)

Est-ce bien cela ?

[Kemiste]

Qu'entends-tu par "valeur supposée" ?

Il y a plusieurs erreurs. Pourquoi avoir fait un "état fictif" ? La dissolution est totale. L'eau ne doit pas non plus apparaître car ce n'est pas un réactif. Enfin tu mélanges quantité de matière et concentration : [Cl^-], une concentration, ne peut pas être égal à 3(c.v), une quantité de matière.

[MissMM]

Je veux dire, par "valeur supposée", que c'est une valeur que je donne en exemple et qui n'est en aucun cas une donnée de l'exercice.

Concernant mon "état fictif", j'ai fait mon tableau d'avancement avec la méthode que l'on m'a donnée. Mais votre remarque m'intrigue : est-ce que je dois toujours enlever cette ligne quand la réaction est totale ?

Enfin, j'ai essayé de corriger ma formule :
n_Cl^-=3x_max avec x_max=c*v
n_Cl^-=3(c*v)
n_Cl^-=3c*3v d'où [Cl^-]=3c

Cependant, j'ai toujours l'impression que quelque chose cloche... Est-ce que je me dirige vers la bonne direction ou devrais-je rebrousser chemin ?

[Kemiste]

Je veux dire, par "valeur supposée", que c'est une valeur que je donne en exemple et qui n'est en aucun cas une donnée de l'exercice.

Il n'y a pas de valeur supposée ici. Tu as juste posé "c.v" la quantité de matière initiale.

Concernant mon "état fictif", j'ai fait mon tableau d'avancement avec la méthode que l'on m'a donnée. Mais votre remarque m'intrigue : est-ce que je dois toujours enlever cette ligne quand la réaction est totale ?

Si tu as appris comme ça, tu peux suivre cette méthode. Si une réaction est totale, l'état réel est également l'état fictif car xmax = xf.

Enfin, j'ai essayé de corriger ma formule :
n_Cl^-=3x_max avec x_max=c*v
n_Cl^-=3(c*v)
n_Cl^-=3c*3v d'où [Cl^-]=3c

Cependant, j'ai toujours l'impression que quelque chose cloche... Est-ce que je me dirige vers la bonne direction ou devrais-je rebrousser chemin ?

Tu as trouvé la bonne relation. Tu as juste fait une petite erreur. 3(c*v) n'est pas égal à 3c*3v mais 3cv.

[MissMM]

Je vois, donc je trouve :
n_Cl^-=3cv d'où [Cl^-]=3c

Merci beaucoup pour votre aide !