Pour déterminer la concentration d'une solution A en ion Ca2+ on doit procéder en plusieurs étapes.
A) 1er étape : extraction du calcium.
On traite 100 mL de la solution A de concentration C par de l'oxalate d'ammonium en excès de façon à précipiter l'intégralité des ions calcium sous forme d'oxalate de Calcium. CaC2O4 insoluble. Equation bilan de la réaction : Ca2+ + C2O4²- --> CAC2O4(solide)
Soit n la QdM (quantité de matière) d'ions Ca2+ dans les 100 mL de solution A. Montrer, à partir de l'énoncé, que QdM(CaC2O4(solide)) = n
B) 2e étape :
L'oxalate de calcium, séparé par filtration et rincé, est traité par l'acide sulfurique H2SO4 en excès ; Il y a alors formation d'acide oxalique H2C2O4 : on obtient la solution B.
L'équation bilan de cette réaction est : CaC2O4(solide) + 2H+ = Ca2+ + H2C2O4
Déterminer, en fonction de n, QdM(H2C2O4) dans la solution B. Justifier.
C)3e étape :
On traite la solution B obtenue par 50 mL de K2Cr2O7 à 0,017 mol/L en milieu acide de telle sorte que les ions bichromate soient en excès.
L'équation bilan de la réaction qui se produit alors est :
Cr2O7²- + 3H2C2O4 +6H+ = 6CO2 + 2Cr3+ + 7H2O
Par une étude quantitative de la réaction déterminer, en fonction de n, la valeur n1 de la QdM d'ion bichromate restant dans le milieu après réaction.
D)4e étape :
On fait alors réagire cette solution avec une solution de sulfate de fer II de concentration 0,1 mol/L en ion Fe2+ selon la réaction : Cr2O7²- + 6Fe2+ + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Les ions Cr2O7²- donnent une couleur orange intense à la solution, les ions Fe2+, Fe3+ et Cr3+ sont également colorés mais de couleur peu intense. Au moment où la solution passe de l'orange à vert pâle, on a versé 26 mL de la solution de sulfate de fer II. A cet instant tous les réactifs sont limitants.
1.Déterminer la QdM d'ions Fe2+
2. Par une étude quantitative de la réaction, déterminer la valeur n1.
3. En déduire la valeur de n et la concentration de la solution A en ions Ca2+
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