Exercice premiere S "Teneur en fer d'une fonte"

[invite8e55588d]

Voilà j'ai un exo à faire pour dans 2 jours, sauf que je n'ai pas tout compris, et le contrôle arrive bientôt !!

Voici l'énoncé :

La fonte est un alliage composé en masse de 94 à 96% de fer, de 2,5 à 4,5% de carbone et d'autres éléments.
Afin de déterminer le teneur en fer d'une fonte, on attaque un échantillon de masse m=1,00g par une solution d'acide sulfurique concentré en excès. La totalité du fer est ainsi oxydé en ions fer II. Après filtration, on recueille une phase liquide S de volume Vs=100mL.
On en prélève un volume Vo=10,0mL que l'on dose à l'aide d'une solution de permanganate de potassium de concentration en soluté apporté C'=2,00x10^-2 mol/L.
L'équivalence est atteinte pour un volume versé Ve=17,1mL de solution titrante.

a-Ecrire l'équation de titrage

5Fe²⁺ + MnO^4- +8H⁺ ---> 5Fe³⁺ +Mn²⁺ + 4H₂0


b-A l'équivalence établir un tableau descriptif du système chimique et en déduire la relation qui existe alors en les réactifs

J'ai fait le tableau mais je ne trouve pas la relation

c-Calculer la quantité de matière d'ions fer II titrée

Je n'ai pas trouvé !!

d-En déduire la masse de fer dans l'échantillon

Je trouverai la réponse à cette question quand j'aurai trouvé la quantité de matière par la relation : n=m/M

e-Déterminer le volume de gaz obtenu lors de l'attaque de l'échantillon de fonte de masse m par l'acide sulfirique.

Je n'ai rien a proposer !!

Merci d'avnce pour vos réponses !!!
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[moco]

Dans ce genre de problème, il faut toujours transformer les données en moles, et raisonner sur les moles de l'un, qui donnent des moles de l'autre.
On en prélève un volume Vo=10,0mL que l'on dose à l'aide d'une solution de permanganate de potassium de concentration en soluté apporté C'=2,00x10^-2 mol/L.
L'équivalence est atteinte pour un volume versé Ve=17,1mL de solution titrante.
Ici tu emploies 17.1 mL de solution KMnO4 0.02 M, Combien y a-t-il de moles de KMnO4 dans ce volume ?
Fais le calcul, avec la formule c = n/V ! Tu devrais trouver à peu près 0.3 millimole KMnO4.
Comme 1 ion MnO4- réagit avec 5 ions Fe2+, il y avait 5 fois plus de moles de fer dans ta solution titrée que dans celle de KMnO4, donc entre 1 et 2 millimole de fer.
Dans l'échantillon, il y avait 10 fois plus de fer, donc entre 10 et 20 millimole de fer.
Une mole pèse 56 g. Donc tes 10 à 20 millimole de fer pèsent un peu moins de 1 g.
Fais les calculs !

[invite8e55588d]

Merci beaucoup !!!

[invite8e55588d]

Qd j'utilise la formule n=CxV je trouve 0,000342mol deMnO4-
je le multiplie par 5 et je trouve la quantité de matiere de ions fer II qui est egale à 1,7x10^-3mol !!

Je n'ai pas compris comment trouver la masse de fer !!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Tu es presque au bout !
Tu as titré donc 1.71 10^-3 mol de fer.
Mais la quantité de fer qui était titrée n'est que le 1/10 de tous le fer que tu as dissous dans l'acide, puisque tu as prélevé 10 mL, donc le 1/10 de la solution initiale.
Le morceau initial contient donc 10 fois plus de fer que ce que tu as titré.. Donc l'échantillon initial contient donc 0.0171 mole de fer.
Et, comme une mole de fer pèse 56 g, 0.0171 mole de fer pèse, faits les calculs, un peu moins de 1 g.

[inviteb0fd854f]

Bonjour,

Il y a une réaction d'oxydo réduction entre le fer contenu dans la fonte et l'acide. Écris l'équation de cette réaction et tu pourras en déduire la relation entre le nombre de mole de fer qui disparaît et le nombre de mole d'ion ferreux qui apparaît.
ça te permettra aussi de déterminer le volume de gaz produit durant cette étape.

[invite8e55588d]

Ok je trouve donc 0,96g ce qui est coherent avec l'énoncé !!
Pour la derniere question le volume, j'utilise la formule V=nxVm et je trouve un volume de 0,041 mL.
Est-ce normal ?

[invite8e55588d]

L'autre réaction est H3O+ +Fe2++H+--->Fe+H2+H2O
Mais je ne trouve le rapport de mole entre le fer et les ions ferreux !!

[moco]

Aïe, aïe.
Primo, il y a égalité entre le nombre de moles de fer détruit et le nombre de moles de ions ferreux formés.
Deuxio, une équation doit contenir à gauche de la flèche les produits qui sont introduits dans le récipient où on fait la réaction, donc le fer métallique Fe, et l'acide (ou les ions H⁺ issus de l'acide). A droite, on doit reporter les produits issus de la réaction chimique, donc le gaz H₂ et les ions ferreux Fe²⁺. Et pas l'inverse !!
Cela doit donner :
Fe + 2 H⁺ --> Fe²⁺ + H₂
ou si tu préfères indiquer les ions H⁺ sous forme H₃O⁺,
Fe + 2 H₃O⁺ --> Fe²⁺ + H₂ + 2 H₂O

Mais, de grâce, ne mélange pas H⁺ et H₃O⁺. C'est l'un ou l'autre, mais pas les deux à la fois !

[invite8e55588d]

Et après je refait un tableau d'avancement si j'ai bien compris ?

[moco]

Bôf. Pas besoin. Comme le nombre de moles de H₂ est le même que celui de fer ...

[invite8e55588d]

Merci beaucoup !! Je trouve donc 0.41L de gaz formé !!!