TP sur le couple Fe2+/Fe3+, ph de précipitation

[minnouu]

Bonjour, voila j'ai fait mon TP et maintenant je dois répondre aux questions sur l'exploitation des résultats.

Alors j'ai fait préalablement des dosages pour avoir la concentration de Fe2+ et Fe3+.
Ensuite, a l'aide d'un pH-mètre on a mesuré le ph et la différence de potentiel lorsque l'on verse de la soude dans une solution de 150ml (20ml Fe2+ + Fe3+ et 130ml d'eau).

Voila mon problème : Je dois déterminer le ph de précipitation de Fe(OH)3 et Fe(OH)2 et ensuite calculer leur produit de solubilité.
Mais je ne vois pas comment déterminer mon Ks. Je bloque à ce niveau car pour avoir le ph j'en ai besoin.

Si vous pouvez m'aider, je vous en serais reconnaissante car je suis vraiment dans le floue.
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[jeanne08]

Tu connais la concentration initiale de Fe3+ : c mol/L . Tu as mesuré le pH de debut de précipitation de Fe(OH)3 . En admettant que la dilution par ajout de soude est negligeable tu peux dire que :
- à ce pH il y a du précipité donc le produit de solubilité est verifié et tu peux alors , avec le produit ionique de l'eau, calculer (OH-)
- on est au debut de précipitation donc les Fe3+ en solution sont quasi intacts : (Fe3+ ) ~c
tu peux alors determiner le produit de solubilité de Fe(OH)3

De la même façon , au debut de précipitation de Fe(OH)2 tu peux determiner le produit de solubilité de Fe(OH)2

note : le premier à précipiter est vraissemblablement Fe(OH)3

[minnouu]

question : le ph de début de précipitation, c'est le ph qui correspond au 1er point de la courbe qui descend ?

[jeanne08]

j'ignore quelle courbe tu as tracée ...
si c'est la courbe ordonnée ddp et abscisse pH alors le pH de début de précipitation corespond , à chaque fois, à un changement de pente

[A voir en vidéo sur Futura]

[minnouu]

Sinon, pour le calcul du Ks on nous dit de faire attention au volume total de la solution au moment de la précipitation,
mais dans mon calcul je ne fais jamais intervenir de volume, le faudrait-il ?

Et dans des documents trouvés sur internet, je trouve que le ph de précipitation de Fe(OH)3 est de 2 et celui de Fe(OH)2 est 7.
Or, à l'aide de ma courbe je trouve un ph de 3.5 environ pour Fe(OH)3 et un ph de 8.5 pour Fe(OH)2.
Est-ce normale ?

[jeanne08]

On te demande de tenir compte du volume total de la solution car il faut que, au debut de précipitation de Fe(OH)3 solide, tu calcules correctement la concentration en Fe3+ c'est à dire : nombre de mol de Fe3+ mis divisé par volume total en L . Même chose pour le début de précipitation de Fe(OH)2 .
Quelles sont les concentrations initiales de Fe3+ et Fe2+ de la solution utilisée ? de la solution étendue à 150 mL ? As tu ajouté beaucoup de solution de soude pour tracer ta courbe ?
Le début de précipitation doit etre décelé en tracant droite moyenne avant le changement , puis droite moyenne après changement de pente et en regardant le pH du point de concours .
Les pH de début de précipitation que tu as trouvé dans les documents correspodent à une concentration initiale précise de Fe3+ et Fe2+ . lequel ? Ce ne sont vraissemblablement pas tes concentrations à toi .

[minnouu]

Alors en fait on a une solution déjà préparée de Fe2+ et Fe3+ mélangée de concentration initiale 5.10-2mol.
C'est pour cela que l'on a dosé cette solution avec différentes méthodes pour obtenir la concentration seule de Fe2+ et Fe3+.

Alors on a concentration Fe2+ = 3,9.10-2mol/L et concentration Fe3+ = 9,5.10-2mol/L.
Pour tracer ma courbe E = f(ph) j'ai utilisé 21ml de soude à 0.5mol/L.

je ne connais pas la concentration de Fe2+ + Fe3+ étendue au 150 mL.
J'ai préparée ma solution de 150 mL en mélangeant 20mLde cette solution et 130 mL d'eau.

Pour mes ph de précipitation j'ai bien compris que je n'ai pas les mêmes car je n'ai pas la même concentration qu'eux.
Merci.

[jeanne08]

Si je comprends bien tiu as mis 20 mL d'une solution à 3.9e-2 mol/L de Fe2+ et 9.5e-2 mol/l de Fe3+ et tu as étendu à 150 mL . Tu peux donc calculer les nouvelles concentration en Fe2+ et Fe3+ . Tu ajoutes en tout 21 mL de soude et je pense que l'on peut considerer la dilution comme négligeable
donc (Fe2+ ) ~ 3.9e-2*20/150 et (Fe3+) ~9.5e-2 *20/150
Ensuite avec les pH de début de précipitation tu epux calculer les produits de solubilité comme je te l'ai expliqué .

note : la détermination des pH de début de précipitation n'est pas si aisée que cela et est entachée d'une certaine incertitude ... tu n'auras donc vraissemblablement pas les valeurs des produits de solubilité donnés dans les tables !