Étude d’un alliage Cuivre-Nickel

[Claire0]

Bonjour à tous!
Je suis en train de préparer un futur TP de chimie minérale et il y a deux questions où j’ai un doute.
Je vous mets ci-joint le sujet afin que ça soit plus simple de lire l’énoncé!
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Voici mes questions:

Partie 3
Déterminer le nombre de moles de précipité obtenu et son incertitude. En déduire le nombre de moles de nickel dans le bêcher puis dans la fiole
=> Comme à la fin de cette manipulation on pèse le précipité (dans la masse du verre fritte bien sûr) on aura: n=m/M
avec une incertitude sur la masse (et le volume du bêcher où est l’alliage ?)

C’est après que j’ai un doute: pour le nombre de moles de nickel dans le bêcher puis la fiole.
Je ne vois pas comment faire… Est-ce que la quantité de matière reste la même? (Il y aura juste les incertitudes de volume de la fiole du coup?)

Et pour rappel: %massique nickel = (mnickelobtenu/m alliage) .100?

Partie 4
Calculer le nombre de moles de Cu2+ dans le bêcher puis la fiole (avec incertitude)
=> Alors là aucune idée je suis totalement perdue…

Pour le reste j’ai tout trouvé je ne bloque que sur ce type de question.

En vous remerciant d’avance pour votre aide!
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[gts2]

=> Comme à la fin de cette manipulation on pèse le précipité (dans la masse du verre fritte bien sûr) on aura: n=m/M
avec une incertitude sur la masse (et le volume du bêcher où est l’alliage ?)

Où le volume du becher pourrait-il jouer un rôle ?

C’est après que j’ai un doute: pour le nombre de moles de nickel dans le bêcher puis la fiole.
Je ne vois pas comment faire… Est-ce que la quantité de matière reste la même? (Il y aura juste les incertitudes de volume de la fiole du coup?)

Le contenu du becher a été obtenu par "prélèvement de 25 mL dans la fiole" alors que vous avez dissous vos 1,5 g dans les 250 mL de la fiole.

Calculer le nombre de moles de Cu2+ dans le bêcher puis la fiole (avec incertitude)

C'est un calcul classique de dosage, le problème étant ici que le dosage est plutôt complexe.
Quelles sont les réactions de dosage ?

[Claire0]

- Le volume où l’alliage a été mis en solution d’où la question.

- pour le nickel je ne vois toujours pas comment faire avec ces informations…

- la réaction du dosage est: I2 + 2S2O3^2- => 2I- + S4O6^2- et la réaction d’oxydoréduction lorsque KI est ajouté en excès à la solution Cu2+ est Cu2+ + 2I- => CuI + I2
Après je ne vois pas comment je pourrai trouver le n à part qu’il faudrait partir de la 2ème réaction.

[gts2]

- Le volume où l’alliage a été mis en solution d’où la question.

C'est bien ce que j'avais compris : je ne vois pas en quoi le volume de solution dans le becher pourrait changer la quantité de matière de Ni.

- pour le nickel je ne vois toujours pas comment faire avec ces informations.

Vous connaissez la quantité de matière de Ni dans votre becher (par pesée), cette quantité de matière vient d'un prélèvement de 25 mL dans une solution de 250 mL de Ni.
Quelle est la quantité de matière de Ni dans les 250 mL ?

- la réaction du dosage est: I2 + 2S2O3^2- => 2I- + S4O6^2- et la réaction d’oxydoréduction lorsque KI est ajouté en excès à la solution Cu2+ est Cu2+ + 2I- => CuI + I2
Après je ne vois pas comment je pourrai trouver le n à part qu’il faudrait partir de la 2ème réaction.

Vous faites un tableau d'avancement avec toutes les espèces et vous obtenez une relation entre les deux quantités de matière qui vous intéressent : Cu2+ (celle que vous cherchez) et S2O3-2 (obtenu par le volume d'équivalence)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Claire0]

Oups la réaction CuI est pas du tout équilibrée désolée!
2Cu2+ + 2I- => 2CuI c’est mieux non?
J’ai un doute d’un coup

[gts2]

Cu2+ + 2I- => CuI + I2 était la bonne réaction (même si mal équilibrée)

2Cu2+ + 2I- => 2CuI n'est pas équilibrée en charges.

[Claire0]

- pour Ni je ne vois pas comment faire si on a pas le C en utilisant n=C.V

- Pour le tableau je le mets ci-joint


Ok pour la réaction j’ai eu un gros doute mais pourquoi est-ce la bonne réaction si elle est mal équilibrée? Il y a un problème au niveau des I non?

[Claire0]

Pour la réaction peut-on faire
2Cu2+ + 4I- => 2CuI + I2 ?

[gts2]

Pour le tableau, je le ferai plutôt en deux étapes : réaction totale Cu2+ + I- puis dosage I2 par S2O32-

car dans Cu2+ +S2O32- -> CuI + S4O62-, le I il vient d'où ?

Pour la réaction initiale, c'est bien : 2Cu2+ + 4I- => 2CuI + I2 ?

Pour le Nickel, vous faites une pesée, il n'y a pas de C ni de V.

Une réaction est la "bonne" réaction si ce sont les bons réactifs et produits, c'est le point de départ, pour finir on équilibre.

[Claire0]

- donc on a le m d’accord mais comment le mettre en relation avec la fiole et le bêcher (le volume)?

- pour le tableau je m’étais dit comme I- et I2 sont produits/réactif dans les deux équations on pouvait les négliger.

[gts2]

La masse permet de connaitre la quantité de Ni dans le becher.
Le problème est ensuite le passage à la quantité dans la fiole : dans le becher vous avez le 1/10ème ce qu'il y a dans la fiole (1/10=25/250) et donc ...

[gts2]

pour le tableau je m’étais dit comme I- et I2 sont produits/réactif dans les deux équations on pouvait les négliger.

La méthode est suffisamment complexe pour y aller doucement.

[Claire0]

Donc mbêcher = mprécipité * 1/10 puis on en déduit n.
Et mfiole = mprecipité?

[Claire0]

Cela donne donc ça?

[gts2]

La masse que vous pesez est celle contenue dans le becher, donc masse pesée=masse dans le becher.

Par contre dans le becher, vous n'avez pas pris tout le contenu de la fiole mais seulement 1/10 ème.

[gts2]

Cela donne donc ça?

D'où sort par exemple pour le deuxième I- x/4 ? C'est quoi x ?

Il faut partir de n moles de Cu2+ (ce que l'on cherche), voir combien cela donne de I2, puis écrire la relation à l'équivalence pour le dosage avec le thiosulfate.

[Claire0]

Donc mbecher= mprecipite *1/10
Et mfiole = mprecipite *10

x sont des moles
Si il y a n Cu2+ alors il y aurait n / 2 I2?

[gts2]

Encore une fois, vous faites précipiter le contenu du becher, donc n(précipité)=n(contenu dans le becher).
Par contre on a bien n(fiole)=10 x n(becher).

"Si il y a n Cu²⁺ alors il y aurait n / 2 I₂ ?" C'est bien cela.

Le fait que x soit des moles n'empêche que le tableau n'a pas de sens.

[Claire0]

Ok pour le nickel je comprends mieux!

Par contre, j’ai plus de difficultés sur le Cuivre.

Comme on dose par le thiosulfate, on aura un Veq et on connaît sa C=0,1M: on en déduit nthio. (Je ne vois pas comment débuter autrement).

Après en vu des nombres stœchiométriques, nthio=nCu2+ ?

[gts2]

C'est bien cela.

[Claire0]

Ok super j’ai compris! Merci beaucoup pour votre temps bonne soirée