TP Précipitation

[juliemr21]

Bonjour,

Voici je que je dois preparer pour mon TP:

On considère successivement deux solutions :
• l'une contenant 4.10-4 mol d'ions Cu2+ et 2,5.10-3 mol de H2SO4.

• l'autre 4.10-4 mol d'ions Al3+ et 2,5.10-3 mol de H2SO4.

Pour chacune d'elles, le volume ne pouvant être considéré invariable au cours du dosage par de la soude 10-1 mol.L-1, il faudra tenir compte de la dilution. Écrire les réactions de dosage attendues, calculer les valeurs des constantes d'équilibre, déterminer la valeur des volumes équivalents et les pH aux points caractéristiques. Donner l'allure de la courbe de dosage.

Données :
Cu(OH)2, s  Cu2+ + 2OH- Ks1 = 10-18
Al(OH)3, s  Al3+ + 3OH- Ks2 = 10-32

Al(OH)3,s + OH-  AlO2- +2H2O
Ks3 =10+2

Ce que j’ai fait:

On sait que H2SO4 -> 2H+ + SO42- avec SO42- comme ion spectateur.

Pour Cu2+, on a donc comme dosage, dans un premier temps H+ Avec la soude:

H3O+ + OH- -> H2O k=10^14

Puis dosage de Cu2+ avec la soude:

Cu2+ + 2OH - -> Cu(OH)2 s K= 10^18

Je sais qu’après je dois calculer le Ph de debut de précipitation, le volume équivalent... mes questions portent sur ce que j’ai mis en rouge dans l’enoncé. Comme on a pas de volume de solution donné, comment fait t’on pour avancer? Comment tenir compte la dilution dans les calculs ? On parle de la dilution de Cu2+ et H3O+? Je bloque a cause de cela, si quelqu’un pourrait m’éclaircir sur ce point...
J’espère que j’ai été clair 😅
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[petitmousse49]

Bonjour
appelle V1 le volume de la solution à doser.Soit V2 le volume de solution de soude introduit à un instant quelconque au cours du dosage. Chaque concentration se calcule comme la quantité présente divisée par (V1+V2).

[juliemr21]

Bonjour,

Si on a pas V1 et V2, comment peut on diviser la quantité présente par ces volumes ?

[petitmousse49]

Il s'agit de préparer un TP : le volume V1 de la solution à doser (solution de sulfate de cuivre + acide sulfurique) peut être déterminé à l'aide d'une fiole jaugée par exemple. La solution de soude est versée progressivement à l'aide d'une burette : le volume V2 est aussi connu au cours du TP.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Bonjour,

Première solution. NaOH commence par neutraliser H₂SO₄, puis réagit avec Cu²⁺. Pour neutraliser 2.5 millimole de H₂SO₄, il faut utiliser 5 millimole de NaOH, donc un volume de V = n/C = 0.005 mol/0.1 mol/L= 0.05 L = 50 mL.
Puis on neutralise Cu²⁺, Là aussi, il faut le double de moles de NaOH, donc 0.8 millimole de NaOH, qui est contenu dans un volume V = 0.0008/0.1 = 8 mL
Donc tu auras un premier point d'équivalence après addition de 50 mL de NaOH 0.1 M, puis un second après addition de 58 mL de NaOH 0.1 M.

Deuxième solution. Les équations des réactions apparaissent lors du dosage sont .
H⁺ + OH^- --> H₂O
Al³⁺ + 3 OH^- --> Al(OH)₃
Al(OH)₃ + OH^- --> AlO₂^- + 2H₂O

Lors du titrage, tu auras trois points de virage. Le premier après la destruction de l'acide (50 mL). Le second après la destruction des 0.4 mmole d'ions Al, ce qui forme le précipité de Al(OH)₃, Et le dernier après la redissolution du précipité et formation d'ion AlO₂^-.
Vas-y ! On ne va pas faire tout le travail à ta place. On t'aidera si tu tombes en panne quelque part.

[juliemr21]

Bonjour,
merci pour vos réponses c’est deja plus clair!
Une petite question par rapport a la réponse de mocco, on prend bien le double de concentration de NaOH pour H2SO4 car on a 2H+ et 2 fois NAOH pour Cu2+ car on a 2 OH- dans nos réactions?

[moco]

Bonsoir,
Oui. Tu as bien compris l'origine de ce facteur 2. Et pour faire précipiter Al(OH)3 il faudra trois fois autant de NaOH. Puis une fois supplémentaire pour redissoudre le précipité.

[juliemr21]

Doc 13 oct. 2018 à 18-36.pdf

Voici ce que j’ai fait en PJ.

Tout d’abord Est-ce que cela est correct ?

Ensuite j’ai d’autres questions :

Pour la solution contenant Cu2+ peut on aller plus loin et calculer le PH de la 2ème eq, la 3ème demi eq (équivalence) avec son PH et de même pour le double de la dernière eq?

Pour la solution contenant Al3+, j’ai commencé le tableau d’avancement a la 2ème eq pour trouver le PH mais je bloque sur les calculs pour le finir. Une fois ce problème réglé je pourrais trouver le PH pour la 3ème demi eq et le double de la dernière eq.

Merci pour votre aide!

[moco]

Bonsoir,

Tes calculs sont corrects : il faut 50, puis 62, puis 66 mL de NaOH 0.1 M pour atteindre les trois points d'équivalence.
Mais je n'ai pas compris ce que tu cherches avec tes coefficients epsilon. De toute façon tu ne peux rien calculer au niveau des concentration, car le volume de la solution initiale n'est pas connu. En effet, il n'y a que le nombre de moles qui est donné, dans les deux problèmes.

[juliemr21]

Bonsoir,

Enfaite je cherchais à calculer les PH et volumes a la 2ème eq, 3ème demi eq et double dernière eq. C’est pour cela que j’ai entamé un tableau d’avancement. Justement ce fameux volume initial me pose problème depuis le départ car il est demandé de trouver les valeurs PH et les différents point d’eq ainsi qu’établir l’allure de la courbe de dosage. Du coup je ne peux pas aller plus loin? Il n’y a aucune manière pour compléter la deuxième partie de l’enoncé ?

[juliemr21]

Voici la suite du Tp:

I- Titrage pH-métrique de Cu2+ par OH-
• Dans un bécher, verser un volume précis de 5 mL de la solution acide diluée. Ajouter de l'eau (q.s.p.).
• Peser avec précision une masse de 100 mg de CuSO4, 5 H2O (M=249,7 g.mol-1) et dissoudre dans la
solution acide contenue dans le bécher.
• Effectuer le titrage, par addition de soude 10-1 mol.L-1, en traçant au fur et à mesure la courbe pH=f(vol.)
sur une feuille de papier millimétré.
Interprétation de la courbe obtenue:
- Expliquer l'allure de la courbe. Commenter en relation avec la courbe théorique tracée.
- Justifier les volumes correspondants aux sauts de pH en fonction de votre choix des quantités respectives d'acide et de sulfate cuivrique. Quel est le titre exact de la solution d'acide sulfurique utilisée ?
- Calculer le produit de solubilité expérimental de l'hydroxyde cuivrique. Comparer au Ks théorique.
- Quelle est la valeur du pH théorique au premier point équivalent(déterminée avec les concentrations réellement utilisées)? Commenter.

II- Titrage pH-métrique de Al3+ par OH-
• Dans un bécher, verser un volume précis de 5 mL de la solution acide diluée. Ajouter de l'eau (q.s.p.).
• Prélever avec précision un volume compris entre 7 et 10 mL d'une solution d'AlCl3 0,05 mol.L-1 et
ajouter à la solution acide contenue dans le bécher.
• Effectuer le titrage, par addition de soude 10-1 mol.L-1, en traçant au fur et à mesure la courbe pH=f(vol.) sur une feuille de papier millimétré.
• Attention : noter sur la courbe le volume correspondant à l'apparition/disparition de précipité.
Interprétation de la courbe obtenue:
- Expliquer l'allure générale de la courbe. Comparer à la courbe théorique.
- Justifier les volumes correspondants aux sauts de pH en fonction de votre choix des quantités respectives d'acide et de chlorure d'aluminium. Quel est le titre exact de la solution d'acide sulfurique utilisée ? comparer avec la valeur obtenue au cours du dosage précédent.
- Calculer le produit de solubilité du chlorure d'aluminium. Comparer au Ks théorique.

Je la met mais je ne pense pas qu’elle soit d’une très grande aide étant donné que c’est la partie pratique.

[juliemr21]

Bonsoir,

Désolé je reviens sur mon TP que je n’ai pas terminé...

Premièrement, il y avait 2 erreurs dans l’énoncé et elles ont été corrigées :

- la concentration de H2SO4 est enfaite de 2,5x10^-4 mol et non 10^-3.
- il me manquait bien mon volume initiale de la solution pour continuer le TP, et celui ci est donc de 50ml pour chaque solutions.

J’ai donc, pour la 1ère solution, le Veq1 à 5ml et veq2 à 8ml ce qui fait en tout 13ml.

Pour la 2ème solution, le veq1 à 5ml, veq2 à 12ml et veq3 à 4ml ce qui fait en tout, 21ml.

Je dois maintenant calculer les PH aux points caractéristiques.

Pour la solution 1 j’ai trouvé les PH de la 1ère reaction soit celle avec H3O+, à l’etat initial (ph=2) a la (1/2)eq ph= 2,30 et a 1eq ph = 7. J’ai la même chose pour la 2eme solution.

En revanche j’ai du mal pour les Ph de la 2ème reaction de la solution 1 et de la 2 et 3 ème reaction de la solution 2.

Si quelqu’un pourrait m’aider à éclaircir ces points...

[abii2310]

Bonsoir,

J'ai le même TP à faire, j'ai trouvé les mêmes résultats et tout pour les volumes équivalents, par contre, je ne comprends pas comment tu as pu trouver 2 à l'initiale ainsi de suite pour le pH aux points caractéristiques. J'ai trouvé pH = 13 à l'initiale, à la demi-equivalence pH = 12,69 à l'équivalence pH = 7 et a la double équivalence pH = 1...

[juliemr21]

Bonsoir,

On est peut-être dans la même licence abii 😆

Enfaite ma partie des Ph est fausse car je n’ai pas fait les Ph de début de précipitation etc... avant.

[abii2310]

Bonjour,

Ah d'accord, j'ai un peu paniqué haha Merci!