Oxydoréduction en solution aqueuse

[Justine TS SVT]

Bonsoir ! J'aurais besoin d'aide pour un exercice de chimie dont voici l'énoncé:

Titre: Détermination d'une concentration à partir d'un dosage d'oxydoréduction

On dispose d'une solution aqueuse de permanganate de potassium KMnO4 (Solution S1 de concentration 2,0 .10^-2 mol.L^-1). On veut alors doser une solution aqueuse de sulfate de fer II (FeSO4, solution S2).

1.a. Ecrire l'équation de la réaction de dissolution des composés solides KMnO4 et FeSO4 dans l'eau.

2. On dose 10 mL de la solution S2 (en milieu acide sulfurique) par la solution S1. Le volume de la solution S1 ajouté à l'équivalence est de 10 mL.

2.a. Ecrire: - les demi-réactions d'oxydoréduction intervenant dans ce dosage.
- la réaction globale

2.b. Pourquoi le dosage doit-il être effectué en milieu acide ?

2.c. Experimentalement, comment repère t-on le volume équivalent ?

2.d. Construire un tableau d'avancement faisant apparaître les quantités de matière des réactifs et des produits à t=0 s et à un instant t quelconque.

2.e. En déduire la relation entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence.

2.f. Calculer la concentration de la solution S2.


Voilà ce que j'ai fait pour l'instant:

1. KMnO4 ==(H2O)==> K+ + MnO4-
FeSO4 ==(H2O)==> Fe2+ + (SO4)2-

2.a. J'ai un peu de mal entre les Ox/Red et acide/base mais je pense que c'est:
MnO4- + 5é + 8H+ = Mn2+ + 4H2O
5Fe2+ = 5Fe3+ + 5é

Réaction globale: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
(K+ et SO4- sont spectateurs)

2.b. Le milieu acide fournit les protons H+ nécessaires à la "réaction globale"

2.c. Le volume équivalent est atteint quand la solution titrée change brusquement de couleur.

J'attends pour la suite, je voudrais être sûre que la question 2.a est juste avant de continuer car je doute un peu.


Merci d'avance !

[SoS(24)]

Bonsoir Justine,

Excellentes réponses, vous avez tout compris, vous pouvez continuer votre exercice et nous le soumettre.
Bon courage pour la suite.

PS : 2c : petite précision pour repérer l'équivalence : il y a un changement de couleur : le mélange passe de l'incolore au rose (violet très dilué)

[Justine TS SVT]

Bonjour et merci, voici la suite:

2.d. On forme un tableau d'avancement avec l'équation précedente, réactifs à gauche, produits à droite et "double flèche" entre les deux
Tout ce qu'on sait à l'état initial c'est que V=10mL pour S2 donc je suppose qu'il faut se contenter de la relation litérale n(initial)=C*V(initial)
pour le reste ça sera 0 (sauf H+ et H20 qui seront en excès)

Maintenant à t quelconque ça va dépendre du volume de S1 ajouté mais comme on ne connait pas la fréquence à laquelle la solution est ajoutée il faut je pense mettre "+ ou - quantité de matiere ajoutée à t quelconque"
n(MnO4-) = n(ajouté à t)
n(Fe2+) = n(initial) - 5*n(ajouté à t)
n(Mn2+) = n(ajouté à t)
n(Fe3+) = n(ajouté à t)

2.e. Si on ajoute une ligne au tableau pour l'équivalence on a:
n(MnO4-) = n(initial) - n(equivalence) = 0
n(Fe2+) = n(initial) - n(equivalence) = 0
n(Mn2+) = n(equivalence)
n(Fe3+) = n(equivalence)

Donc je dirai que n(MnO4-) = n(Fe2+) à l'equivalence puisqu'elles sont égales à 0 (tous les réactifs ont réagis)

[SoS(24)]

Bonjour Justine,
C'est bien mais Il y a quelques erreurs : (correction en rouge)

n(MnO4-) = n(MnO4-)initial - x
n(Fe2+) = n(Fe2+) initial - 5*x
n(Mn2+) = x
n(Fe3+) = 5x

2.e. Si on ajoute une ligne au tableau pour l'équivalence on a:
n(MnO4-) = n(MnO4-)initial - xeq = 0
n(Fe2+) = n(Fe2+)initial - 5xeq = 0
n(Mn2+) = xeq
n(Fe3+) = 5xeq

A vous de rectifier votre conclusion,
j'attends votre réponse pour continiuer à vous aider.

[SoS(24)]

Autre petite erreur que je n'avais pas vu à la première lecture, c'est une réaction totale donc il faut mettre une seule flèche
Nous attendons que vous rectifiez vos erreurs pour continuer à vous aider.
A tout de suite.

[Justine TS SVT]

C'est noté merci,

Du coup pour la conclusion (question 2.e.) en partant de:

n(MnO4-) = n(MnO4-)initial - xeq = 0
n(Fe2+) = n(Fe2+)initial - 5xeq = 0

Ca donne n(MnO4-)initial - xeq = n(Fe2+)initial - 5xeq
On peut exprimer xeq = [n(Fe2+)initial - n(MnO4-)initial] /4
(C'est peut être mieux de l'exprimer comme ça pour répondre à la dernière question.)


Pour revenir à votre correction je ne comprends pas pourquoi vous parlez de "n(MnO4-)initial", à t=0 on a pas encore ajouté la solution S1 donc la quantité de matière de MnO4- est nulle non ? J'admets que remplacer cette quantité par 0 poserait quelques problèmes mais c'est surtout pour bien comprendre le principe.

Merci d'avance.

[SoS(24)]

Bonjour,
Effectivement, plutot que de parler de n(MnO4-)initial, il vaut mieux écrire n(MnO4- )versé.
Pour la suite, ce n'est tout à fait ce que vous avez fait. Il faut trouver les expressions de xeq pour chaque équation et en déduire ensuite la relation entre n(Fe2+)initial et n(MnO4-)versé, à vous de corriger votre erreur, nous attendons votre réponse.
Je vous aide pour la première équation :
n(MnO4-)versé - xeq = 0 donc xeq = n(MnO4-)versé
n(Fe2+)initial - 5xeq = 0 donc xeq = ?

Relation à l'équivalence : ? à faire à partir de xeq