oxydo/redox

[invite5d711f95]

bonjour, en fait j'ai quelques difficultées à faire cet exercice:

énoncé:

On dissout dans de l'acide un échantillon de 0.8040 g de magnétite (fe₃o₄). le fer est ensuite réduit en fe²⁺ et titré par 47.22 ml d'une solution de kmno₄ 0.02242 mol/dm³ en milieu acide.

a) pondérer l'équation de la réaction de l'analyse avec le réactif:

réponse:
mno₄^-+5 fe²⁺+8H⁺ ---> mn²⁺+5 fe³⁺+ 4h₂o

donc se qui m'interésse c'est comment à-t-on obtenu ce résultat (méthode).

b) calculer les résultat de cette analyse en therme de% en fe (55.847 g/mol) et % en fe₃0₄ (231.54 g/mol)

merci
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[invite3c44ba02]

Bonjour,

Je pense pouvoir vous aider, mais j'ai besoin d'un peu plus de précision dans l'énoncé du problème. Il s'agit, si j'ai bien compris, de déterminer le % en Fer et le % en magnétite d'une certaine masse d'un échantillon, c'est bien cela?

Merci

[invite5d711f95]

oui c'est bien cela, et à mon avis il faut se servir de l'équation pondéré.
merci

[HarleyApril]

Bonjour
Ton problème est donc d'équilibrer une équation d'oxydo réduction.
Ceci est très bien expliqué dans les questions récurrentes, voir le topic en tête du forum chimie

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3c44ba02]

Bonjour,

Avant tout il faut savoir qu'une mole de magnétite Fe₃O₄ contient une mole d'ions Fe²⁺ et deux moles d'ions Fe³⁺.

Donc quand vous dites que le fer est réduit en Fe²⁺, vous devez parler des ions Fe³⁺ contenus dans la magnétite, n'est-ce pas ? Parce que sinon, je ne vois pas d'où vient le fer dont vous parlez...

Cordialement

[invite5d711f95]

bonjour, je te remercie pour tes réponses.

je vais essayé d'être plus clair.
Voici l'énoncé que j'ai reçu:

On dissout dans de l'acide un échantillon de 0.8040 g de magnétite (fe_3o4). le fer est ensuite réduit en fe²⁺ et titré par 47.22 ml d'une solution de kmno₄ 0.02242 mol/dm³ en milieu acide.

a) pondérer l'équation de la réaction de l'analyse avec le réactif:

bilan:
(reponse)la correction final du prof est le suivante...
mno^4-+5 fe²⁺+8H⁺ ---> mn²⁺+5 fe³⁺+ 4h2o

jusque là je comprend,...mais le problème se pose à la question suivante:

b) calculer les résultat de cette analyse en termes de% en fe (55.847 g/mol) et % en fe304 (231.54 g/mol)

j'ignore comment procéder ,...j'ai essayé de raisonner par rapport a la stœchiométrie et la masse molaire des éléments cités dans la question,...mais en vain.

je dois arrivé à ses résultats (réponse du prof)en %:
% en Fe³⁺ = 36,77
% en Fe₃O⁴ = 50,87

[invite3c44ba02]

Okay, je vais essayer de faire avancer le schmilblik...

Bon quand tu parles de fer réduit en Fe²⁺, il ne peut s'agir que des Fe³⁺ présents dans la magnétite que l'on réduit en Fe²⁺. Il est d'ailleurs étrange que l'on ne te précise pas le procédé de réduction, il est en effet indispensable pour la suite !

Jusque là, je ne pense pas me tromper. Ensuite, il s'agit de doser des ions Fe²⁺ par oxydation par les ions permanganate.

La quantité de matière n_total d'ions Fe²⁺ à doser est : n_total = n_{Fe2+ déjà présents naturellement dans la magnétite} + n_{Fe2+ provenant de la réduction des Fe3+ de la magnétite}.

Pour déterminer la quantité n_totald'ions Fe²⁺, il faut exploiter l'équation de dosage que tu nous a écrite.

Je continue avec un prochain message dans quelques minutes...

[invite3c44ba02]

Une fois que tu auras trouvé cette quantité n_total d'ions Fe₂₊ , il faudra déterminer les quantités de matières suivantes :

n₁ = n_{Fe2+ naturellement présents dans la magnétite}

n₂ = n_{Fe2+ issus de la réduction des Fe3+ de la magnétite}.

Comme 1 mole de magnétite donne 1 mole de Fe²⁺, en connaissant n₁, tu obtiendras la quantite de matière de magnétite présente dans l'échantillon.

Ensuite, à l'aide de la masse molaire de la magnétite, tu obtiendras la masse de magnétite dans l'échantillon, et enfin à l'aide la masse de l'échantillon, le % massique de magnétite dans l'échantillon !

Je termine dans un autre message...

[invite3c44ba02]

Me revoilà...

Mais pour l'instant tu ne peux pas obtenir n₁

Il te faut l'équation de réduction des Fe³⁺ en Fe²⁺ afin de trouver n₂, en supposant bien sûr que tous les ions Fe³⁺ réduits proviennent uniquement de la magnétite....

Est-ce que tu en sais un peu plus là-dessus ? Est-ce qu'il y a des ions Fe³⁺ dans l'échantillon qui ne proviennent pas de la magnétite ?

[invite5d711f95]

désolé pour le retard.
oui voilà pour l'équation de réduction du Fe³⁺ en Fe²⁺
Fe³⁺ + e^-<-----> Fe²⁺

oui en effet tout l"es ions Fe³⁺ proviennent du magnétite.


merci

[invite3c44ba02]

okay je suis là, je vais continuer alors

[invite3c44ba02]

Ce que je voulais dire concernant l'équation de réduction des Fe³⁺, c'est quel est le réducteur utilisé !!

En effet, il est nécessaire de connaître l'équation redox de réduction des fe³⁺ (et non pas juste la demi-équation), ainsi que la quantité de matière de réducteur utilisé... Est-ce que tu les as ?

[invite5d711f95]

Il n'y a pas plus de donnée que ce que j'ai mis un peu plus haut, j'ai mis la question telle qu'elle a été posé(ni plus ni moin).

0.8040 g de magnétite (fe₃O₄). le fer est ensuite réduit en fe²⁺ et titré par 47.22 ml d'une solution de kmno⁴ 0.02242 mol/dm³ en milieu acide.

c'est les seules données dont je dispose.
::

[invite3c44ba02]

Bon en tout cas, grâce à ce que je te demande, on devrait s'en sortir... (merci pour la précision que tous les Fe³⁺ proviennent de la magnétite)

Avec l'équation redox de réduction des Fe³⁺, tu devrais trouver n₂ ( et avec l'équation n_total=n₁ + n₂, tu en déduiras n₁). Avec la masse molaire du fer, on trouve la masse des ions Fe³⁺.

Remarque : on considère à juste titre que M_Fe3+ = M_Fe car la masse des électrons est négligeable devant la masse des protons.

Et enfin on trouve le % massique des ions Fe³⁺ et de la magnétite (par la méthode que je t'ai décrite dans un précédent message) dans ton échantillon !

Voilà, j'espère que ça va aller, n'hésite pas si ce n'est pas clair ou si tu as besoin de précision, ou même si ça ne marche pas !

[invite3c44ba02]

Ah mince, je n'avais pas vu ton dernier message...

Du coup, la méthode que je t'ai décrite est trop compliquée et ne peut pas être appliquée...

J'ai une autre idée plus simple et qui devraient marcher avec les données dont on dispose... je te répond dans la soirée, cela te va ?

[invite3c44ba02]

Bon ok lol, je reprend !

Alors, on ne va pas considérer qu'une mole de magnétite donne une mole de Fe²⁺ et deux moles de Fe³⁺, on va considérer qu'une mole de magnétite donne trois moles de fer et plus précisément trois moles de Fe²⁺ (puisque tous les Fe³⁺ de la magnétite sont réduits en Fe²⁺ !)

ok, ça c'est fait. Ensuite, avec ta fameuse équation de dosage (et en prenant bien garde à sa stoechiométrie) tu en déduiras la quantité de matière d'ions Fe²⁺ présents en solution. On l'appellera n_{total Fe2+}. On sait que le nombre de mole de magnétite est égal à 1/3 de n_{total Fe2+}. On en déduit la masse de magnétite et son pourcentage massique !

Et puis à partir de n_{total Fe2+}, on en déduit aussi la masse totale de fer dans l'échantillon et le pourcentage massique de fer !

Euh, tu me diras si ça marche ?

[invite3c44ba02]

L'énoncé de ton exo est quand même vraiment imprécis, c'est pas de chance...

Et puis l'énoncé dit "un échantillon de magnétite", mais il ne précise même pas ce qu'il peut y avoir d'autre que la magnétite dedans...

Au fait j'ai fait une erreur concernant la magnétite, sa composition en ions fer II et en ions fer III est assez difficile à déterminer avec exactitude... Mais ça ne change pas trop le problème.

[HarleyApril]

Bonsoir
L'énoncé dit clairement que tout le fer de la magnétite est réduit en fer(II)
On effectue un dosage au permanganate.
47,22mL à 0,02242 mol/L donnent 1,0586724 mmol de MnO4-
on en déduit qu'il y avait 5,293362 mmol de Fe2+
la masse molaire du fer étant de 55,857 g/mol
ça correspond à une masse de 0,295671321 g de Fe ce qui représente 36,77503995 % de l'échantillon

la masse molaire de la magnétite étant de 231,54 g/mol
la masse correspondante est de 0,408541679 g, ce qui représente 50,81364169% de l'échantillon

bien évidemment, les chiffres ne sont pas tous significatifs, j'ai fait du copier coller depuis excel

cordialement

[invite3c44ba02]

Bonsoir Harley April et Second light,

Je suis content car ce que Harley April a dit correspond à mon avant-dernier message ! J'ai dès le début cherché une solution un peu trop compliquée en supposant qu'il y avait d'autres sources de fer III que la magnétite et que l'énoncé de Second light était incomplet...

En tout cas il n'en était rien !

Merci pour la confirmation en chiffre Harley April et bonne soirée à vous deux

Cordialement

[invite5d711f95]

je vous en remercie,
bonne journée .