Calcul d'une concentration d'un mélange d'acide par dosage

[invite8bd09047]

Bonjour à tous, je prépare un TP de chimie et je suis bloquée.

Je dois faire un mélange :

- V = 10 ml de sulfate de fer II ; Concentration C = à déterminer à l'aide du dosage.
- V' = 10 ml d'acide sulfurique ; Ca = sera donnée lors du TP.

Puis, je dois doser ce mélange par une solution de permanganate de potassium de concentration C1 = sera donnée lors du TP.


On me demande de calculer C (concentration de sulfate de fer II), et c'est là où je bloque.
Dois-je me servir de l'équivalence? ça je sais le faire pour le dosage d' UN SEUL élément. Mais là, il y en a 2 (sulfate de fer II + acide sulfurique)

Est-ce que : (Ca + C) * (V + V') = C1 * Véquivalent ?

Quelle est la relation me permettant de trouver C s'il vous plaît?

Voilà, j'espère que quelqu'un pourra m'éclairer..
-----

[nlbmoi]

Tu doses vraiment un mélange d'acide ??
A quel type de réaction utilise-t-on le permanganate pour doser ?

[invite8bd09047]

Pardon en fait c'est un mélange d'acide sulfurique et de sulfate de fer II
Et on utilise le permanganate pour l'oxydoréduction c'est ça?

[moco]

Il te faut d'abord et surtout trouver l'équation de la réaction redox qui se produit lors de ton titrage. Je te mets sur la voie. C'est :
MnO₄^- + ... Fe²⁺ + ... H⁺ --> Mn²⁺ + ... Fe³⁺ + ... H₂O
A toi de l'équilibrer.
Tu peux aussi l'écrire sous forme moléculaire, si tu préfères. Cela donne :
.. KMnO₄ + .. FeSO₄ + .. H₂SO₄ --> K₂SO₄ + MnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + ... H₂O
Quand tu y seras parvenu, tu verras qu'il faut 5 fois plus de ions Fe²⁺ (ou de FeSO₄) que de MnO₄^- (ou de KMnO₄)
La concentration du FeSO₄ se calcule en posant que le nombre de moles de Fe²⁺ et 5 fois celui de MnO₄^- :
n(Fe²⁺) = 5 n(MnO₄^-).
Tu combines cette relation avec les suivantes
n(Fe²⁺) = c(Fe²⁺) V(Fe²⁺)
n(MnO₄^-) = c(MnO₄^-) V(MnO₄^-)
Tu connais les deux volumes de solution et la concentration de KMnO₄. Donc tu en tires celle de fer.
La concentration de l'acide sulfurique H₂SO₄ n'intervient pas dans les calculs. On en mets toujours un grand excès.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8bd09047]

Ah d'accord ! Donc en fait , j'obtiens :

C * V = 5 C1 * Véquivalent (avec mes données)

En fait, je ne savais pas que l'acide sulfurique n'intervenait pas dans les calculs, je te remercie !

Et une dernière question, je repère l'équivalence par changement de couleur, donc le bécher qui était incolore au départ, devient mauve à cause du permanganate c'est bien ça ?

[invite8bd09047]

Ah et je n'avais pas vu la question d'après dans mon TP, où on me demande de calculer l'erreur relative de cette concentration C . Pouvez-vous juste me dire si mon raisonnement est bon pour calculer cette erreur relative? Alors :

Je sais d'après la formule à l'équivalence que : C= [ 5 * C₁ * V_équivalent ] / V

J'en déduis donc que,

Delta C / C = 5 * ( Delta C₁ / C₁ ) + 2 * ( Delta V_équ / V_équ ) + ( Delta V / V )


(Excusez-moi, je ne sais pas comment mettre le signe de Delta sur le forum)

Le 2, qui intervient devant ( Delta V_équ / V_équ ) est dû au fait qu'on a 2 erreurs de lectures sur la burette : à 0 mL et à V_équ , c'est bien ça ?

[nlbmoi]

En ce qui concerne ce titrage, il est très classique : une petite recherche t'aurait conduit à montrer que l'acide sulfurique ajouté ne sert qu''à acidifier le milieu pour que la réaction écrite plus haut se réalise.
Pour le changement de couleur oui c'est ça, c'est l'avantage des dosages manganimétrique : on a pas besoin d'indicateur coloré car l'espèce titrante est colorée (on met toujours le permanganate dans la burette).
Pour le calcul de l'incertitude, une méthode (je pense que c'est celle là que tu as utilisée) consiste à passer par le logarithme et après de différencier la relation : or si tu fais ça, tu as une constante qui intervient (dû au 5) et qui vaut zéro en terme d'incertitude donc il n'intervient pas dans l'incertitude. En ce qui co,ncerne le 2, tu as 2 possibilités : soit tu considère ton comme l'incertitude sur la lecture donc comme ici tu en as une sur la lecture du zéro puis une autre sur le volume équivalent tu dois faire apparaître le 2 ; si tu prends comme l'erreur totale sur la mesure du volume équivalent alors tu ne mettras pas le 2 mais ça revient au même, c'est juste une question de point de vue.

[invite8bd09047]

D'accord, je te remercie beaucoup pour ton explication !
Et oui, j'ai bien utiliser la méthode du logarithme népérien pour établir l'incertitude relative, et effectivement mon 5 disparaît lol , merci.

Par contre, ce que je n'ai pas bien saisi, c'est quand tu dis qu'il y a 2 points de vues pour l'incertitude sur la burette du Véq :

- 1er point de vu : une erreur sur la lecture du zéro, puis une erreur sur le volume équivalent donc je fais apparaître le 2 (ça j'ai saisi)
- 2ème point de vu : je considère Delta Véq comme étant l'erreur totale sur la mesure de Véqu, ce qui reviens au même. Mais ça je n'ai pas bien compris..

Dans le 1er point de vu j'aurai Delta Véq = 0,05 * 2
Dans le 2ème point de vu j'aurai Delta Véq = 0, 05

Mais je ne vois pas comment cela peut-il revenir au même :s

? Enfin je ne sais pas si j'ai bien interprété ton explication... peux-tu m'éclairer s'il te plaît?

[nlbmoi]

- 1er point de vue tu as DELTA Veq qui vaut 0,05 (erreur de lecture sur la burette) donc tu dois faire apparaître un 2 dans ton calcul de l'incertitude
- au 2eme point de vue, l'erreur sur le volume de la burette peut être pris en considérant que tu as toujours 2 lectures donc le DELTA Veq vaut 0,1 et dans ce cas là, tu n'as plus le 2 qui apparait dans ton calcul (en quelque sorte, tu auras un DELTA Vlecture=0,05 donc DELTA Veq=2*DELTA Vlecture)

[invite8bd09047]

D'accord j'ai tout compris ! Merci beaucoup pour votre aide !