Devoir de chimie : dosage colorimétrique

[invite8d63fee5]

Bonjour,

J'ai une devoir de chimie portant sur le dosage colorimétrique.

Nous venons de commencer ce chapitre, je ne cherche pas à obtenir des réponses sans comprendre mais au contraire, être aiguillé sur le raisonnement.

M. Martin possède et puits et souhaiterait élargir son usage à sa consommation d'eau. Il décide cependant de faire analyser cette eau car il a entendu dire qu'il y a un surplus de fer dans quelques régions.

A l'aide des documents suivants fournis par les techniciens, rédigez un rapport concernant l'analyse de l'eau prélevée.

Vous y développerez votre protocole de dosage et conclurez quant à la possibilité pour M. Martin de consommer cette eau.

Document 1 : Effets sur l'organisme

Le fer est un composant de l'organisme, en petite quantité, il est bénéfique, notamment pour le sang. Un dosage faible (0,2 mg/L maximum) ne présente aucun risque pour la santé, mais au delà de cette limite, le fer devient rapidement dangereux.

Document 2 : Données

L'eau du puits sera diluée 10 fois.
Ensuite un dosage de 20 mL de cette eau diluée à l'aide d'une solution de permanganate de potassium (K+(aq)+MnO4-(aq)), de concentration sera effectué.

L'équation de support au dosage est :



L'ion permanganate MnO4-(aq) est rose, l'ion manganèse Mn2+(aq) est incolore.
Le volume équivalente est .

M(Fe) = 56g/mol

Document 3 : Matériel disponible

- un échantillon d'eau du puits ;
- une solution aqueuse solution de permanganate de potassium (K+(aq)+MnO4-(aq)), de concentration ;
- 1 burette graduée ;
- 1 agitateur magnétique avec barreau aimanté ;
- 1 bécher de 100 mL ;
- 1 fiole jaugée de 100 mL, 1 fiole jaugée de 50 mL ;
- 1 pipette jaugée de 20,0 mL ; 1 pipette jaugée de 5,0 mL ;
- 1 pipeteur ;
- eau distillée.

Je ne cherche pas à recevoir une réponse toute faite sans rien comprendre, mais au contraire progresser sur ce type de devoir.

=> Par où dois-je commencer ?

Bonne soirée.

Krayz
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[moco]

Bonsoir,
Il manque quelque chose à ce problème pour être faisable, et c'est de l'acide, donc une source d'ions H+. En effet il faut beaucoup d'acide, donc beaucoup d'ions H+ pour que la réaction s'effectue. Il faut 8 H+ par ion MnO4-. C'est beaucoup huit ! Et on n'en parle pas dans les trois documents dont tu disposes. C'est une erreur.
Pour que le calcul proposé ait un sens, il faudrait rajouter une bonne quantité d'acide à la solution contenant du fer, avant de lui ajouter de la solution de permanganate. Si on ne le fait pas, la réaction ne se produit pas comme prévu. A mon sens, on doit ajouter cet acide, dans la phase préparatoire, quand on a décidé de diluer l'eau du puits. Normalement on fait ce genre de dilution avec de l'eau. Mais ici on l'a probablement diluée avec une solution d'acide sulfurique.

[invite8d63fee5]

Bonsoir moco,

Je comprends ce que vous m'expliquez mais l'énoncé est au complet. Je ne dispose pas plus d'information.

Dans un premier temps, que me conseillez-vous de faire ?

[moco]

Bonsoir,
Cela dépend du degré d'urgence. Si tu as le temps, tu peux aller vers le professeur, et lui dire que le problème est impossible, faute de ions H+ à disposition. Et tu lui demandes comment tu vas introduire ces ions acides dans le mélange.
Si tu n'as pas le temps, tu vas devoir improviser pour résoudre le problème, et trouver quelque part des ions H+.
Tu peux dire par exemple que tu prélèves 5 mL d'eau du puits avec une pipette, que tu introduis le tout dans le jaugé de 50 mL. Puis tu remplis le jaugé avec une solution d'acide sulfurique diluée (de concentration peut-être 0.1 molaire). Tu mélanges bien.
Puis tu prélèves 20 mL de ce mélange avec une pipette, que tu mets dans un bécher de 100 mL.
Tuz remplis la burette de permanganate 0.002 M. Tu laisses couler goutte à goutte ce permanganate dans le bécher. Au début les gouttes roses se décolorent en tombant dans le liquide, car les ions Fe2+ qu'elle contient détruisent le permanganate. Mais quand on arrive à 12 mL, les gouttes ne se décolorent plus, et le liquide devient entièrement rose. A ce moment, tu as rajouté un nombre de moles de permanganate de N = cV = 0.002 mol/L · 0.012 L = 2.4 10-5 mol.
Tu en tires le nombre de moles de fer Fe2+ qu'il y avait dans le bécher, donc la masse de fer, donc la masse de fer dans un litre d'eau du puits. Le résultat devrait être inférieur à 0.2 mg/L, pour que l'eau soit potable.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8d63fee5]

Bonsoir,

Tu en tires le nombre de moles de fer Fe2+ qu'il y avait dans le bécher, donc la masse de fer, donc la masse de fer dans un litre d'eau du puits. Le résultat devrait être inférieur à 0.2 mg/L, pour que l'eau soit potable.

Comment ? A l'aide d'un tableau d'avancement ?

[moco]

Bonsoir,
Tu utilises les coefficients stoechiométriques pour passer d'une substance à l'autre. Et ces coefficients sont 5 et 1.
Donc 2.4 10-5 mole de permanganate réagit avec 5 fois plus de moles de Fe2+, ce qui fait 1.2 10-4 mole de ion Fe2+. Ces moles de fer se trouvent dans 20 mL de solution diluée.
Vas-y ! Continue ! On ne va pas te faire tous les calculs à ta place !

[invite8d63fee5]

Bonsoir,

n(Fe2+)=5n(MnO4-)

Donc, 1,2.10^{-4} moles de Fe2+ dans les 20mL analysés si j'ai pas fait d'erreur.

Il reste à savoir combien ça fait pour 1 L d’eau du puits (sachant qu’on l’a diluée par 10 avant analyse). Et voir si c’est inférieur à la limite ?

[invite8d63fee5]

On a trouvé 1,2∗10−4 moles de Fe2+ dans 20 mL dans l'eau dosée (celle de puits après dilution). Dans 1L d'eau dosée, proportionnellement (donc fois 50, car 50*20mL = 1L). Ca va me donner un nombre de moles par litre.

On a dilué l'eau du puits par un facteur 10, cette quantité dans 1L d'eau dosée il faut donc la multiplier par 10 ?? Ca me donne le nombre de mol par litre de fer dans l'eau du puits.

Je trouve 3,36 g/L dans l'eau du puits. Ca me parait beaucoup trop...

[invite8d63fee5]

Je ne sais pas où est le problème..

[invite8d63fee5]

Qu'en pensez vous ?
J'ai vérifié mes calculs !