Questions DCO

[invitee92f20bd]

Bonjour,

j'ai choisi la DCO pour mon oral de stage mais j'ai quelques petites questions :

1- Pourquoi le sel de Mohr est instable et qu'est ce qui le rend instable ? c'est les ions fe²⁺ qui se transforme en fe³⁺ ?
2- Pourquoi faire un dosage en retour ?
3- Quel est le rôle du dichromate de potassium ? source de nutriment pour les organismes ?
4- Peut on prendre un autre réactif que le dichromate de potassium pour faire le dosage ?
5- Pourquoi dans un milieu acide et pas basique ou neutre ?
6- QU'apporte le sulfate d'argent à la réaction ? je sais que c'est un catalyseur mais les ions ag⁺ ils font quoi ?

Dans le calcul de la DCO on a en mg/l d'O₂ ( (8 X 1000 X T X (VO-V1) ) / V mais d'où sort ce 8 ?
est ce que c'est le numéro atomique de l'oxygène ?
ou bien la masse molaire : O2 = 16 X 2 = 32 g/mol mais comment arriver à 8 ?

merci, bonne soirée
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[moco]

Bonsoir,
Pourqu'on puisse te répondre valablement, il serait important que tu nous décrives d'abord ce que tu fais, ce que tu mesures, avec quoi tu le mesures, ce que tu veux atteindre, le mode opératoire et la marche à suivre. Qu'est-ce que tu appelles T, Vo et V1 ? Qu'est-ce qui est en milieu acide ? De quel facteur 8 veux-tu parler ? Dans quelle réaction intervient ce sulfate d'argent ? Finalement tu doses quoi en fonction de quoi ?

[invitee92f20bd]

Ha mince...c'est vrai que j'ai oublié de préciser.

Je fais la demande chimique en oxygène d'une eau de station d'épuration.
Donc c'est un dosage d'oxydo-reduction en retour pour déterminer la consommation d'oxygène.

Donc dans un matras on met
- 10 ml de l'eau à analyser
- 5ml de dichromate de potassium
- 0.4g de sulfate de mercure
- 15 ml d'acide sulfurique et sulfate d'argent
On porte le tout à ébullition 2 heures à 185°C.
Puis on dose ça avec le sel de mohr.

V0 est le volume de l'équivalence de l'échantillon blanc (juste avec de l'eau distillée) exemple 10.5695ml
V1 est le volume de l'échantillon
T est la titration du sel de mohr (0.12mol/l)

On effectué le dosage à l'aide d'une sonde électrochimique donc pas besoin d'indicateur coloré.

Voilà je pense que ce sera plus clair comme ça.

[moco]

Bonjour,
On dirait que tu n'as pas compris ce que tu fais. Je vais donc reprendre par le début.
Dans ce genre de travail, on considère que l'impureté principale de l'eau polluée est de nature organique, donc constituée d'atome C, H, O et N principalement. La DCO est la quantité de gaz O₂ qu'il faudrait faire réagir avec cette impureté pour tout transformer en CO₂, H₂O et N₂. Pour la déterminer, il faudrait prélever un ou plusieurs litres d'eau polluée, l'évaporer et faire brûler le résidu sec dans l'oxygène O2 pur, puis mesurer la quantité de CO2, N2 et de H2O formé. Le seul travail d'évaporation demanderait une énergie et un temps considérable et coûterait beaucoup. Et il faudrait encore déterminer les quantités de CO2, etc. Ce serait très lent et très coûteux.

On a trouvé moyen de faire mieux, sans évaporer l'eau. On utilise le dichromate de potassium comme fournisseur d'oxygène. Ce produit est capable de produire des atomes d'oxygène atome par atome, et l'oxydation qu'il effectue ensuite se produit à froid. En simplifiant un peu, on peut dire qu'il se passe les réactions suivantes :
K₂Cr₂O₇ --> 2 K⁺ + Cr₂O₇^2-
Cr₂O₇^2- + 2 H⁺ --> Cr₂O₃ + 3 "O" + H₂O.
Et ce sont ces trois atomes O, non transformés en O₂ comme dans l'air, qui oxydent la matière organique en CO₂, H₂O et N₂. Je répète que cette explication est une simplification de la réalité, mais elle a l'avantage d'être facile à expliquer.
Donc la quantité de matière organique en solution est proportionnelle à la quantité de dichromate consommé, et ceci n'est pas une simplification.

En principe, c'est donc très simple. On prélève de l'eau polluée. On ajoute une quantité connue de dichromate. On attend que l'oxydation soit terminée, et on mesure la quantité de dichromate résiduelle. La différence entre la quantité initiale et la résiduelle, permet d'en tirer la DCO, donc la quantité de la pollution organique.

En réalité, c'est un peu plus compliqué, car il existe des substances organiques qui résistent à l'oxydation par le dichromate. Pour oxyder l'ensemble de toutes les substances organiques, on a trouvé qu'il faut ajouter du sulfate d'argent et du sulfate de mercure à l'eau à analyser, et qu'il faut chauffer longtemps. A chaud, ces deux substances agissent en catalyseur, et permettent d'oxyder les substances résistantes au dichromate seul.

Il reste à analyser la teneur en dichromate. Et tu n'en parles pas vraiment. On peut titrer le dichromate directement. à l'aide d'une solution de sel de Mohr, qui est un sel contenant des ions Fe²⁺. Ces ions Fe²⁺ réduisent les ions dichromate, selon la réaction :
Cr₂O₇^2- + 6 Fe²⁺ + 14 H⁺ --> 2 Cr³⁺ + 6 Fe³⁺ + 7 H₂O.
On ajoute un indicateur coloré qui détecte quand la dernière trace d'ion dichromate a disparu, comme la ferroïne ou un indicateur redox, et il en existe beaucoup.

Mais on peut aussi titrer le dichromate en retour, et il semble que cette technique soit plus précise. On ajoute une grande quantité de sel de Mohr, dont on connaît exactement la quantité. Le dichromate est entièrement détruit, et il reste en solution un excès de ions Fe2⁺. On titre alors cet excès de fer par une nouvelle solution de dichromate de concentration connue, avec un indicateur approprié. On en tire le nombre de moles de dichromate du titrage retour, donc le nombre de moles de fer résiduel, et ensuite le nombre de moles de fer Fe²⁺ qui a détruit le dichromate résiduel (j'espère que tu me suis), puis le nombre de mole de dichromate qui a détruit la pollution organique, donc la DCO.

Et pour finir, on utilise le sel de Mohr comme source d'ion Fe²⁺, car l'expérience montre que les ions de fer Fe²⁺ s'oxydent assez vite à l'air. Le sel de Mohr est celui qui résiste le mieux à l'air. C'est le plus stable de tous les composés de fer(II). Néanmoins, il faut l'utiliser sans tarder. Il finira tout de même par s'oxyder à l'air.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee92f20bd]

Merci c'est super gentil d'avoir prit le temps de m'expliquer.

Mais à mon stage on m'a dit qu'on met une quantité de dichromate en excès pour savoir combien de dichromate n'a pas était utiliser et en fonction de ce qui n'a pas était consommer et la quantité totale qu'on a mis ça permet de calculer la dco

[moco]

Fort bien. La méthode que vous utilisez est exactement celle que je décrivait dans mon 5ème paragraphe, donc celui qui commence par : Il reste à analyser...

[invitee92f20bd]

D'accord.
Après il faut faire ce calcul qui est dans le protocole de la DCO
( (8 X 1000 X T X (VO-V1) ) / V*

V0 est le volume de l'équivalence de l'échantillon blanc (juste avec de l'eau distillée) exemple 10.5695ml*
V1 est le volume de l'échantillon*
T est la titration du sel de mohr (0.12mol/l)

Je me demandais si vous savez d'où vient ce 8 ?
st ce que c'est le numéro atomique de l'oxygène ?*
ou bien la masse molaire ?

Et est ce qu'on peut prendre un autre réactif que le dichromate de potassium ou ça ne marche que avec lui ?

[moco]

Ce facteur 8 doit venir d'une hypothèse concernant la nature de l'agent polluant.
Si on considère que le polluant est CH4, il faut 4 atomes O pour le transformer en CO2 et 2 H2O
Si on considère que le polluant est CH3OH, il faut 3 atome O pour le transformer en CO2 et H2O
Si on considère que le polluant est CH2O, il faut 2 atomes O pour le transformer en CO2 et H2O.
Ces x atomes O sont produits par x/3 molécules de dichromate, et donc sont titrés par 6·x/3 = 2x molécules de sel de Mohr, selon les coefficients stoechiométriques que je t'ai donnés.
Si on te fait multiplier le nombre de mole de sel de Nohr par 8, cela veut dire qu'on suppose que x vaut 4, et donc que l'impureté est traitée comme s'il s'agissait de CH4.

[invitee92f20bd]

merci

Dans mon protocole il y a marquer qu'il faut ajouter environ 50 ml d'eau distillée pour effectuer le dosage de la DCO avec le sel de Mohr.
Savez vous quel est l'intérêt de mettre de l'eau distillée. (je sais qu'on en ajoute pour rincer les parois du matras et des réfrigérant pour éviter toute perte de produit, mais y a t'il un autre rôle ?)

cet oral de stage me stress beaucoup...

[moco]

En effet, l'eau distillée rajoutée n'a jamais le moindre effet chimique.