Réactions chimiques liées à l'analyse du phosphore

[ChicoRubio]

Bonjour à tous,

Je suis actuellement en stage dans une entreprise qui analyse l'eau qu'elle rejette.
Je suis en charge, notamment, des analyses de l'eau dont celle du phosphore.

Dans le cadre de mon rapport de stage, je dois décrire chimiquement ce qu'il se passe. Or, je bloque. Effectivement, l'entreprise m'a donné le protocole qui explique brièvement ce qu'il se passe mais je n'arrive pas à en tirer d'équations.

Il y a deux équations :

1. Le phosphore réagit avec le persulfate de potassium (K₂S₂O₈) pour donner de l'orthophosphate (PO₄^3-). Cela se passe en milieu acide et à chaud.

2. L’orthophosphate ainsi produit réagit avec du molybdate de sodium (Na₂MoO₄) et du pyrosulfate de potassium (K₂S₂O₇) pour obtenir un mélange bleuté. Ce mélange bleuté permettra, par colorimétrie, de déterminer la concentration de phosphore dans l'échantillon d'eau analysé.


Je ne suis pas habitué à utiliser de genre de produits et aux réactions envisageables, je me tourne vers ce forum pour essayer d'obtenir de l'aide.

Bonne journée à tous
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[HarleyApril]

Bonsoir

La première partie sert à hydrolyser et oxyder tous les dérivés phosphorés jusqu'à l'orthophosphate PO4---
La seconde partie me surprend parce que normalement, après l'ajout du molybdate, on réduit pour obtenir le complexe bleu.

Des détails dans le lien suivant :
http://ville.montreal.qc.ca/pls/port..._PHOSPHORE.PDF
voir également méthode de Briggs dans n'importe quel moteur de recherche

Cordialement

[ChicoRubio]

Bonjour,
Merci HarleyApril

Si je comprends bien, lors de la 1ère partie, il y a deux équations à trouver pour obtenir PO₄^3- à partir de dérivés phosphorés ?

Lors de la deuxième partie, j'ai trouvé un article qui donne la formule de ce complexe bleu, la formule serait la suivante : [Mo₁₅₄(NO)₁₄O₄₄₈H₁₄(H₂O)₇₀]^28-. L'artciel en question est disponible à ce lien : https://www.lactualitechimique.org/D...manquant-entre

Si c'est vraiment le cas, je pense qu'il va être compliqué de trouver des équations menant à ce complexe...
Bonne journée

[HarleyApril]

Bonsoir

Il y a plusieurs équations pour la première partie :
- des hydrolyses
- des oxydations

Le complexe bleu que tu as trouvé n'est pas le bon. Regarde à méthode de Briggs

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[ChicoRubio]

Bonjour,

Merci beaucoup

Je viens de regarder la méthode de Briggs, elle ressemble beaucoup à ce que je fais.
J'avais oublié de dire que lors de la seconde étape j'ajoute de la soude, j'imagine que celle-ci réduit le complexe de manière analogue au sulfite de sodium utilisé dans la méthode de Briggs. Le pyrosulfate de potassium pourrait-il être un catalyseur de la transformation du complexe ?

Ainsi, pour la seconde étape, il y aurait 2 réactions :

Orthophosphates + molybdate de sodium --> complexe phosphomolybdique
Complexe phosphomolybdique + soude (+ catalyseur) --> complexe phosphomolyb-2-molybdique

En formule brute (j'ai pas vérifié l'équilibre, mais dans l'idée) :

PO₄^3- + Na₂MoO₄ --> H₃PO₄[(MoO₃)₁₂]

H₃PO₄[(MoO₃)₁₂] + NaOH (+ K₂S₂O₇) --> H₃PO₄[(MoO₃)₁₂MoO₂]₂

Cela paraît-il cohérent et possible ?

Merci, bonne journée

[HarleyApril]

Comme écrit précédemment, ce qui m'étonne dans la deuxième partie de ton protocole, c'est que tu n'as pas de réducteur.
Aurais-tu mal lu entre sulfAte et sulfIte ?

[ChicoRubio]

Bonjour,

Merci de votre réponse.

Lors, de la deuxième partie, une fois les orthophosphates obtenus, j'ajoute d'abord de la soude (à 1.54 N) puis un sachet de poudres mélangées de molybdate de sodium et de pyrosulfAte de potassium. Je secoue énergiquement pour dissoudre les poudres puis le couleur bleutée arrive presque instantanément et j'attends entre 2 et 8 minutes pour lire la valeur au colorimètre.

Je pensais que la soude agissait comme un réducteur...

Cordialement,
ChicoRubio

[moco]

Bonsoir,
La soude n'est en aucun cas un réducteur. Mais il devrait y avoir un réducteur dans ta recette. Peut-être que ton sachet de poudre contient un réducteur dont il n'est pas fait mention jusque là.

[ChicoRubio]

Bonjour,
Merci moco pour votre réponse.

Le sachet avec les poudres mélangées s'appelle "réactif PhosVer3". En allant sur le site du fabricant, il donne comme nom de méthode "acide ascorbique".
Pourrait-il donc y en avoir dans le sachet ?
Celui-ci permettrait-il la réaction ?

Merci à tous et bonne journée.

[moco]

Bonsoir,
La voilà, la solution. L'acide ascorbique est un des meilleurs agents réducteurs connus.

[ChicoRubio]

Bonjour,

merci pour votre rapidité.

J'ai donc un doute pour l'action de la soude :
- va-t-elle donner des protons aux orthophosphates pour donner H₃PO₄ ?
ou
- ne réagit-elle pas avec l'acide ascorbique, ajouté après, pour doser l'excès d'acide mis en jeu ?


Ce qui fait que les orthophosphates réagissent avec le molybdate de sodium pour former un premier complexe phosphomolybdique et celui-ci va réagir avec l'acide ascorbique pour donner le complexe bleu phosphomolyb-2-molybdique ?

Mais je ne comprends pas en quoi peut servir le pyrosulfate de potassium...

Merci beaucoup de vos explications,
ChicoRubio

[moco]

Bonjour,
Il y a deux erreurs dans tes commentaires.
1) La soude ne donne pas de protons. C'est le contraire. Elle les capte, car elle contient des ions OH- qui réagissent facilement avec n'importe quel donneur de protons, comme les acides, pour former de l'eau. Elle réagit bien sûr aussi avec l'acide ascorbique, mais cette réaction ne modifie pas beaucoup le pouvoir réducteur de cet acide.
2) En milieu acide, l'ion phosphate (ou orthophosphate) n'existe pas. Il est transformé soit en acide phosphorique H₃PO₄ soit en ion dihydrogénophosphate H₂PO₄^-,selon la concentration. Mais ces deux espèces peuvent réagir de la même façon avec le molybdate.

Pour finir, je ne connais pas le rôle du pyrosulfate dans cette réaction. Mais je sais que l'ion pyrosulfate s'hydrolyse peu à peu dans l'eau pour produire de l'acide sulfurique, ou l'ion HSO₄^- qui en dérive, selon :
S₂O₇^2- + H₂O --> 2 HSO₄^-