Dosage Potentiométrie

[lucile123]

Bonjour, est ce que vous pouvez m'aider à répondre à ces question svp:

1) Pourquoi la solution de sulfate ferreux ne peut-elle être conservée plusieurs jours à l'air?

Elle va s'oxyder non?

2) Pourquoi faut-il préparer la solution de sulfate ferreux en milieux acide?

3)Comment placer le potentiel standard de l'indicateur coloré ferroïne sur la courbe?

Merci

[Boltzmann_Solver]

Bonjour, est ce que vous pouvez m'aider à répondre à ces question svp:

1) Pourquoi la solution de sulfate ferreux ne peut-elle être conservée plusieurs jours à l'air?

Elle va s'oxyder non?

2) Pourquoi faut-il préparer la solution de sulfate ferreux en milieux acide?

3)Comment placer le potentiel standard de l'indicateur coloré ferroïne sur la courbe?

Merci

[lucile123]

ok, merci.

Pour la 2), je n'ai ni la valeur du Pks ni les concentration..

Par contre j'ai un tableau des constantes de solubilité dans mon cours: fe(2+) avec OH- donne PKs=14 et Fe3+ avec OH- donne PKs=37

Est ce que c'est cette donnée que j'utilise?

[Boltzmann_Solver]

ok, merci.

Pour la 2), je n'ai ni la valeur du Pks ni les concentration..

Par contre j'ai un tableau des constantes de solubilité dans mon cours: fe(2+) avec OH- donne PKs=14 et Fe3+ avec OH- donne PKs=37

Est ce que c'est cette donnée que j'utilise?

[lucile123]

J'ai d'autres questions sur ce même TP:

Enoncé:

Effectuer une prise d'essai de 10mL de la solution de sulfate ferreux et l'intoduire dans un bécher.

Ajouter 2 gouttes de ferroïne (est ce que c'est des ions Fe2+?)

Ajouter 40mL d'eau.

Introduire ds la burette la solution de sulfate cérique.

Questions:

Quelles sont les espèces présentes au cours du titrage à:

Vce4+ = 0: Fe2+ ; So4(2-) ; H20 ; H30+

0Vce4+ Veq: Fe2+ ; S04(2-) ; H20 ; H30+ ; Ce4+

Vce4+ = Veq/2: ??

Vce4+=Veq: Fe2+ ; S04(2-) ; H20 ; H30+ ; Ce4+

Vce4+ Veq ??

Vce4+=2Veq ??

Merci

[Barbidoux]

1) Pourquoi la solution de sulfate ferreux ne peut-elle être conservée plusieurs jours à l'air?

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Les solution de sulfate ferreux sont peu stable à l'air car l'oxygène de l'air en se dissolvant oxyde les ion Fe^(2+) selon :

2*Fe^(2+)+O2(aq)+2*H^(+)--> 2*Fe^(3+)+H2O

Cette réaction n'est pas très rapide, surtout lorsque les solution de sulfate ferreux sont préparées à partir de sel de Mohr Fe(SO)4,(NH4)2SO4,6H2O et ces solutions, qui évoluent lentement, doivent être étalonnées lors de leur utilisation (par une solution étalon d'ion MnO4^(-) par exemple).

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2) Pourquoi faut-il préparer la solution de sulfate ferreux en milieux acide?

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Les ions Fe^(2+) qui sont stables en milieu neutre se transforment en ion Fe^(3+) lors de leur oxydation. L'hydroxyde de fer (III) Fe(OH)3 n'est soluble qu'en milieu acide, sa couleur rouille parasite l'appréciation de l'équivalence lorsque l'on utilise un indicateur coloré lors des dosages volumétriques qui utilisent le couple Fe^(3+)/Fe(2+)

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3)Comment placer le potentiel standard de l'indicateur coloré ferroïne sur la courbe?

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La ferroïne ou phénantroline-1,10 de fer (II) est rouge orangé et vire bleu pâle lorsqu’elle est oxydée en phénantroline-1,10 de fer (III) son pontentiel standard redox vaut 1,06 V/ESH. Sur la courbe de dosage potentiométrique cela correspond au saut de potentiel correspondant à l'équivalence.

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[Boltzmann_Solver]

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2) Pourquoi faut-il préparer la solution de sulfate ferreux en milieux acide?

-------------------------

Les ions Fe^(2+) qui sont stables en milieu neutre se transforment en ion Fe^(3+) lors de leur oxydation. L'hydroxyde de fer (III) Fe(OH)3 n'est soluble qu'en milieu acide, sa couleur rouille parasite l'appréciation de l'équivalence lorsque l'on utilise un indicateur coloré lors des dosages volumétriques qui utilisent le couple Fe^(3+)/Fe(2+)

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[Barbidoux]

J'ai d'autres questions sur ce même TP:

Enoncé:

Effectuer une prise d'essai de 10mL de la solution de sulfate ferreux et l'intoduire dans un bécher.

Ajouter 2 gouttes de ferroïne (est ce que c'est des ions Fe2+?)

Ajouter 40mL d'eau.

Introduire ds la burette la solution de sulfate cérique.

Questions:

Quelles sont les espèces présentes au cours du titrage :

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état initial : ions majoritaires Fe^(2+), SO4^(2-), H3O^(+),phénantroline-1,10 de fer (II), minoritaires OH^(-), phénantroline-1,10 de fer (III)

Dès l'instant ou l'on ajoute un goutte d'oxydant tous les ions des différents couples redox en présence Fe^(3+)/Fe(2+), Ce^(4+)/Ce(3+), phénantroline-1,10 de fer (III),phénantroline-1,10 de fer (II) sont présents dans le mélange

avant l'équivalence : ions majoritaires Fe^(2+), SO4^(2-), H3O^(+), Ce^(3+),Fe^(3+), phénantroline-1,10 de fer (II), minoritaires OH^(-), phénantroline-1,10 de fer (III), Ce^(4+)

après l'équivalence : ions majoritaires Fe^(3+), SO4^(2-), H3O^(+), Ce^(3+),Ce^(4+) phénantroline-1,10 de fer (III) minoritaires OH^(-), phénantroline-1,10 de fer (II),

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[lucile123]

Ok, Merci, mais pour

V= Veq/2

et V=Veq et V=2Veq

C'est pareil?

[Barbidoux]

Ok, Merci, mais pour

V= Veq/2

et V=Veq et V=2Veq

C'est pareil?

[lucile123]

Ok, Merci

J'ai pas terminé...

1) Quel est le couple determinant la ddp avant le point équivalent?

En déduire la relation entre deltaE; Vce4+ et Veq avant le point équivalent. Pour cela écrire la relation de nernst et faire un tableau donnant le nombre de mol en fonction de Vce4+

La différence de potentiel initial a-t-elle un sens?

Déduire E°(Fe3+/Fe2+)

2) Quel est le couple déterminant le potentiel après le point équivalent? En déduire une relation entre deltaE, Vce4+ et Veq après l'équivalence.

Déduire E°(Ce4+/Ce3+).

[lucile123]

Le couple déterminant le potentiel avant l'équivalence c'est Fe3+/Fe2+ et après l'équivalence c'est Ce4+/Ce3+

Nernst: E(Fe3+/Fe2+) = E°(Fe3+/Fe2+)+0,06log[Fe3+]/[Fe2+]

C'est tout ce que je sais...

[Barbidoux]

Dosage potentiométrique d’un volume V solution d’ion Fe^(2+) de concentration C par un volume V1 d’une solution d’ion Ce^(4+) de concentration C1

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Matériel : électrode indicatrice en platine, électrode de référence

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Couples en présence Fe^(3+)/Fe^(2+) et Ce(4+)/Ce^(3+)

réactions électrochimiques correspondantes

Fe^(2+)--> Fe^(3+) + e^(-) avec E°( Fe^(3+)/Fe^(2+))=0,77 V/SHE)

Ce^(3+)--> Ce^(4+) + e^(-) avec E°( Ce^(4+)/Ce^(3+))=1,72 V/SHE)

Réaction redox bilan :

Fe^(2+)+Ce^(4+)--> Fe^(3+) +Ce^(3+)

La constante de cet équilibre qui peut être calculée à partir des valeurs des E° et de la relation de Nernst est très supérieure à 10^(4) et la réaction peut être considérée comme non inversible(=quantitative= totale).

La réaction est rapide et le dosage suivie par la tension d’équilibre de l’électrode de platine qui est celle des deux couples redox puisque tout au cours du dosage E( Fe^(3+)/Fe^(2+))=E( Fe^(3+)/Fe^(2+)). La tension de l’électrode en platine (ddp entre le métal et la solution) qui n’est pas mesurable directement est déterminée à partir de la mesure de la ddp E=EPt-Eref qui s’exprime en V/ref que l’on converti en V/ESH.

Parler de tension d’un couple qui détermine la tension de l’électrode de platine est donc une erreur souvent commise par les étudiants et malheureusement parfois leur professeurs.

L’état initial du tableau d’avancement de la réaction s’exprime selon :`

............Fe^(2+)+Ce^(4+)--> Fe^(3+) +Ce^(3+)

t=0............(a)..........(b)............(0)............(0)

quatre cas sont considérés

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État initial : volume V de solution d’ion Fe^(2+) + volume Veau de dilution

les solutions étant diluées

E=EPt-Eref=E°(Fe^(3+)/Fe(2+))+p*lg({Fe^(3+)}/{Fe^(2+})-Eref

où {}=[]/C° sont les concentrations adimensionneles (rapport de la concentration exprimée en mol/L et de la concentration standard C°=1 mol/L), p la pente de la relation de Nernst p=R*T*Ln(10)/F =0,05916 V/ESH à 25 °C.

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Avant équivalence : ajout d’un volume V1 de solution d’ion Ce^(4+)) de concentration C1

............Fe^(2+)+Ce^(4+)--> Fe^(3+) +Ce^(3+)

...............(a-b).....(epsilon)........(b).........(epsilon))

avec epsilon=nombre voisin de 0<< a, et b

E=EPt-Eref=E°(Fe^(3+)/Fe(2+))+p*lg({Fe^(3+)}/{Fe^(2+})-Eref=E°(Ce^(4+)/Ce(3+))+p*lg({Ce^(4+)}/{Ce^(3+})-Eref

E est calculée par commodité en utilisant la relation de Nernts écrite pour le couple Fe^(3+)/Fe(2+) (d’où la confusion avec le couple déterminant la tension avant équivalence) et les données du problème :

E=EPt-Eref=E°(Fe^(3+)/Fe(2+))+p*lg({Fe^(3+)}/{Fe^(2+})-Eref=E°(Ce^(4+)/Ce(3+))+p*lg({Ce^(4+)}/{Ce^(3+})-Eref

avec {Fe^(3+)}= (C*V-C1*V1)/(V+V1+Veau) et {Fe^(2+)}= (C1*V1)/(V+V1+Veau)

A demi- équivalence {Fe^(3+)}={Fe^(2+} ==> E=EPt-Eref=E°(Fe^(3+)/Fe(2+))-Eref

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A l’équivalence : ajout d’un volume Veq de solution d’ion Ce^(4+)) de concentration C1

............Fe^(2+)+Ce^(4+)--> Fe^(3+) +Ce^(3+)

...........(epsilon).....(epsilon)........(a=b).........(a=b)

Relation d’équivalence C*V=C1*Veq

De l’égalité Eeq=EPt-E=EPt-Eref=E°(Fe^(3+)/Fe(2+))+p*lg({Fe^(3+)}/{Fe^(2+})-Eref=E°(Ce^(4+)/Ce(3+))+p*lg({Ce^(4+)}/{Ce^(3+})-Eref

on déduit que

2*Eeq=E°(Ce^(4+)/Ce(3+))-E°(Fe^(3+)/Fe(2+)) ==>

Eeq=(E°(Ce^(4+)/Ce(3+))-E°(Fe^(3+)/Fe(2+)))/2

----------

Après équivalence : ajout d’un volume V1 de solution d’ion Ce^(4+)) de concentration C1

............Fe^(2+)+Ce^(4+)--> Fe^(3+) +Ce^(3+)

........(epsilon)....(b-a)...............(a).............(a)

E est calculée par commodité en utilisant la relation de Nernts écrite pour le couple Ce^(4+)/Ce(3+) (d’où la confusion avec le couple déterminant la tension après équivalence) et les données du problème :

E=EPt-Eref=E°(Ce^(4+)/Ce(3+))+p*lg({Ce^(4+)}/{Ce^(3+})-Eref

avec {Ce^(4+)}= ( C1*V1-C*V)/(V+V1+Veau) et {Ce^(3+)}= (C*V)/(V+V1+Veau)

Pour V1= 2*Veq alors {Ce^(4+)}= {Ce^(3+)} et

E=EPt-Eref=E°(Ce^(4+)/Ce(3+))

[lucile123]

Ok, Merci beaucoup Barbidoux