Concentration de permanganate de potassium

[invite5966f389]

Bonjour à tous,

J'ai un petit problème pour calculer la concentration de permanganate de potassium à la suite d'un dosage.

Ma burette contient 20 ml de permanganate de potassium. Dans la solution à doser contenue dans un erlenmeyer, j'ai 10 ml de solution étalon d'acide oxalique + 20 ml de solution aqueuse d'acide sulfurique à 1mol.l-1. Puis, 2 ml de permanganate de potassium sont coulés de la burette dans l'erlenmeyer (on ne la remet pas à 0 après).

L'erlen est mis à chauffer et la solution qu'il contient devient incolore. Le dosage est après effectué, et il a fallu que je verse 16 ml de permanganate de potassium pour que le dosage soit bon.

Ma question : comment calculer la concentration de la solution de permanganate de potassium ?

Je pense que c'est simple, mais je bloque dessus. Des idées ?
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[jeanne08]

- il faut écrire la réaction bilan entre le permanganate et l'acide oxalique . C'est une réaction redox et je te mets sur la voie avec le début des demi-équations redox :
MnO4 - + ... H+ + ... e- -> Mn2+ + ... H2O
H2C2O4 -> ... CO2 + ... H+ + ... e-

- Le fait de mettre un peu de permanganate au début puis de chauffer avant de finir le dosage pemet d'accélerer la réaction ( qui est une réaction autocatalytique). Cela n'influe en rien le calcul de concentration que tu dois faire .

[invite5966f389]

Merci beaucoup de ton aide

Voici ce que je trouve en réaction bilan :

2 MnO4 - + 6H3O+ + 5C2O4H2 = 2 Mn2+ + 14H2O + 10 CO2

Comment faire après ? J'utilise C1V1 = C2V2 ?

Ce qui me ferait : C2 : on le cherche
V2 : 16 ml (équivalence trouvé au dosage)
C1 : quelle concentration je met, celle de l'acide oxalique + cele de l'acide sulfurique ?
V1 : 32 ml (10 + 20 + 2)

[jeanne08]

non , ici on n'a pas C1V1 = C2V2 ... c'est un peu plus compliqué que cela . L'équivalence a lieu quand on a mis juste ce qu'il faut de permanganate pour réagir avec l'acide oxalique :
- nombre de mol d'acide oxalique na = C acide oxalique * V acide oxalique ( qu'on ajoute de l'eau et de l'acide sulfurique ne change pas le nombre de mol ! )
- nombre de mol de permanganate mis à l'équivalence np = Cperm. *V eq

et l'équivalence a lieu quand on a mis 2,5 mol d'acide oxalique poour un permanganate donc na= 2,5 np

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5966f389]

J'ai une concentration en acide oxalique de 0,075 mol.l-1 x V (10 ml) = 7,5.10^-4 mol.

et np = C(?) x Vèq soit 16 ml.

Or, na = 2,5 np donc np = 3,0.10^-4

Ainsi, C = np / Vèq = (3,0.10^-4) / 16 = 1,8.10^-5 mol.L-1 ?

C'est ça ?

[jeanne08]

attention quand on applique la formule n = C *V , la concentration est en mol/L et le volume en L ....
tu l'as bien fait pour l'acide oxalique mais ... le volume de permanganate utilisé est 16e-3 L ...

[invite5966f389]

Exact, grosse erreur d'inatention de ma part, merci !!

Alors ça nous fait : (3,0.10^-4) / (16.10^-3) = 1,8.10^-2 mol.l-1.
C'est la bonne concentration ?

[invite5966f389]

Dernière petite chose : Comment calculer l'incertitude absolue puis relative ?

[invite5966f389]

Quelqu'un pourrait-il me confirmer mon résultat et m'expliquer le calcul de l'incertitude s'il vous plaît ?

[jeanne08]

Tu as la relation C = Ca*Va/Veq / 2.5
Tu dois donc calculer l'incertitude sur C connaissant les incertitudes sur Va( volume d'acide oxalique) , Ca(concentration de l'acide oxalique) et Veq . Le calcul de l'inceritude sur C est très classique. Il faut auparavant évaluer , en tenant compte du matériel utilisé, les incertitudes sur Veq , Va et Ca .

[invite5966f389]

Encore merci de ton aide !
Mon calcul est donc bon.

Sinon, si je comprend bien, j'ai utilisé une burette, une pipette 10 ml, et sur un site que j'ai trouvé, il y a marqué l'incertitude absolue de cette verrerie soit :

Burette : delta V = 0,05 ml
pipette : delta V = 0,05 ml

Que faire comme calcul concrétement avec ces deux valeurs ?

[jeanne08]

as tu deja fait un calcul d'incertitude ?

[invite5966f389]

Non jamais, car jusqu'à maintenant on nous disait que ce n'était pas important. Mais là je suis torpillé du coup

[jeanne08]

Je ne vais pas te faire la theorie du calcul d'incertitudes ...
Tu peux t'en tirer ainsi : C = CaVa/2,5 Veq . Pour faire ce calcul on peut mettre Va et Veq dans la même unité le mL .
- l'incertitude sur Va mesurée avec une pipette ( bien utilisée ! ) est de 0,05 mL donc 9,95<Va<10,05
- l'incertitude sur Veq est plus grande , le virage n'est pas toujours si évident que cela ... je pense que au moins 0,1 mL( voire 0,2 mL ) me semble le minimum donc 15,8 <Veq<16,2 mL
- on suppose que Ca est parfait ...
Tu vas chercher l'intervalle qui contient C en minimisant Va et maximisant Veq et cela te donnera la borne inférieure C1, puis en maximisant Va et minimisant Veq cela te donnera la borne supérieure C2 . On aura donc C1<C<C2 . L'incertitude absolue est (C2-C1)/2 et l'incertitude relative est (C2-C1)/2/C

Voilà un moyen de t'en tirer, dans ce cas qui correspond à un calcul simple ...

[invite5966f389]

Encore un grand merci de ton aide !

Au final, j'arrive à :

Absolue : -0,01
Relative : -0,6

Soit, en mettant en forme comme on me le demande :

(1,8.10^-2) = (1,8.10^-2) +/- 0,01

C'est juste ? Si oui, alors encore merci de tes explications et de ton aide !!

[jeanne08]

cela me parait bizarre ....
je refais les calculs comme je te l'ai indiqué et je trouve C1 = 1,842e-2 et C2 = 1,908e-2 donc incertiude sur C =( C2 - C1)/2 ~ 3e-4
donc C = (1,87 +/- 0,03 )E-2 mol/L
et incertitude relative = 3E-4/C ~ 0,02 = 2%

[invite5966f389]

Voici mon calcul :

((1,8.10^-2)(9,95.10^-3))/(2,5) x (16,2.10^3) = 1,16.....arf, en refesant le calcul je trouve plus le même résultat

J'ai convertis en L les ml car ma concentration est en mol.L-1...

[jeanne08]

attention C = (1/2,5) * (CaVa/Veq ) avec Ca = 0,075 mol/L . On peut ensuite mettre dans cette expression Va (~10 mL ) et Veq ~16 mL ) dans la même unité ... ... fais donc bien attention à tes calculs C est de l'ordre de 0,0187 mol/L

[invite5966f389]

Ca y'est, je retrouve tes résultats, merci !

Je fais trop d'erreurs d'inattentions, c'est mon gros problème....