Dosage d'une eau oxygénée

[Cécile 1ère S]

Bonjour,
Je rencontre des difficultés avec mon TP de Chimie portant sur le dosage d'une eau oxygénée.

Voici les 3ème et 4ème parties du Tp, celles qui me posent problème.

3.2. Titrage de la solution diluée
Remplir correctement la burette graduée avec la solution aqueuse de permanganate de potassium KMnO4, déjà acidifiée, de concentration C’ = 4,0.10-2 mol.L-1 et ajuster le zéro. Prélever un volume VH2O2 = 10,0 mL de la solution diluée 10 fois d’eau oxygénée à 10 volumes et l’introduire dans l’erlenmeyer avec le barreau aimanté.
Faire le schéma du montage
Effectuer un premier titrage rapide pour déterminer l’ordre de grandeur du volume de solution de permanganate de potassium à verser pour obtenir, dans l’erlenmeyer, une coloration rose persistante.
Effectuer un second titrage précis à la goutte près. Soit Ve le volume ainsi versé à l’équivalence. Le volume Ve Versé à l'équivalence est de 8 mL

4. Exploitation des résultats
Dresser le tableau d’évolution (tableau d’avancement) du système chimique en notant x l’avancement.
Ici je pense que le reactifs sont KMnO4+ H2O2 mais je ne trouve pas quel(s) produits ils donnent, et je n'ai jamais vraiment compris comment fait un tableau d'avancement, à fortiori avec une réaction d'oxydo-reduction.
Expliquer pourquoi la solution de permanganate de potassium a été préalablement acidifiée.
Parce que nous avons besoin d’ions H+ pour que la réaction se produise et que l’acide en contient.
Rappeler la définition de l’équivalence.
L’équivalence c’est quand le réactif limitant change ou quand les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques.
Nommer les espèces chimiques présentes dans l’erlenmeyer avant, à et après l'équivalence.
Justifier que l’équivalence est marquée par l’apparition de la coloration rose persistante.
La solution de permanganate de Potassium devient majoritaire juste après l’équivalence, comme elle est de coloration rose la solution prend sa couleur.
Déterminer la relation entre la quantité de matière d’ions permanganates MnO4- versée jusqu’à l’équivalence et la quantité initiale de H2O2 dans l’erlenmeyer.
En déduire une relation entre les volumes VH2O2, Ve et les concentrations des solutions d’eau oxygénée diluée Cd et celle de la solution de permanganate de potassium C’.
Calculer la concentration Cd de la solution diluée d’eau oxygénée.
En déduire la concentration C de l’eau oxygénée officinale.
Le titre en volume d’une solution d’eau oxygénée est numériquement égal au volume de dioxygène O2 (g) exprimé en litres et mesuré dans les conditions normales de température et de pression (0 °C et 1,013 bar), libéré par 1,0 L de la solution selon la réaction de dismutation.
Rappeler la définition d’une dismutation.
La dismutation est le caractère propre à une solution qui peut être soit oxydante soit réductrice.
En déduire l'équation de dismutation du peroxyde d’hydrogène H2O2 à l'aide des deux couples où elle intervient.
H2O2 / H2O O2 / H2O2
H2O2 + 2 H+ + 2e - = 2H2O O2 + 2 H+ + 2e - = H2O2
En additionant les 2 demis equations et en enlevant les ions H+ et les electrons qui figurent en même quantité des 2 cotés on obtient 2 H2O + O2 → 2 H2O2
En déduire, à l'aide de la concentration C déterminée, le titre en volume de l’eau oxygénée officinale (le volume molaire normal étant égal à 22,4 L.mol-1). L’indication portée sur l’étiquette est-elle correcte ?
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Le fait de ne pas savoir dresser un tableau d'avancement m'empêche de faire la majorité des questions suivantes, et m'handicape pour une grande partie des devoirs surveillés, j'aimerai vraiment y arriver afin d'essayer de finir le TP seule.

[SoS(2)]

Bonjour Cécile,

Il y a beaucoup de réponses satisfaisantes dans ce que vous écrivez mais, effectivement, sans l'équation vous ne pouvez avancer. Vous avez besoin des deux couples qui interviennent : L'ion permanganate est un oxydant conjugué de ...... ? \(H_2O_2\) est un réducteur conjugué de ...... ? Lorsque vous aurez ces couples, vous pourrez écrire les demi-équations électroniques en "équilibrant" les éléments autres que H et O, puis O (en ajoutant éventuellement \(H_2O\)) puis H (en ajoutant des \(H^+\)). Et avec ces demi-équations vous trouverez l'équation de la réaction... il sera temps alors de penser au tableau d'avancement!

N'hésitez pas à revenir !

[Cécile 1ère S]

J'ai déjà du trouver ces 2 demi-équations dans la partie 1 du TP mais je n'ai pas pensé qu'elles pourraient effectivement m'être utiles pour le tableau d'avancement!

MnO4- / Mn2+
MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4 H2O

H2O2 /O2
H2O2 = O2 + 2 H+ + 2e -

L'équation d'oxydo réduction de l’eau oxygénée par les ions permanganate MnO4 en milieu acide est :
5H2O2 + 2MnO4- + 16H+ = 5O2 + 10H+ + 2Mn2+ + 8H2O
5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O

Est-ce cette équation que je dois utiliser pour le tableau d'avancement ?

Merci beaucoup de votre aide, Bonne soirée
Cécile

[SoS(2)]

Bonsoir,

C'est très bien, vous pouvez continuer !

[Cécile 1ère S]

Voici ce que j'ai réussi à faire pour le tableau d'avancement :

Réaction 5H2O2 + 2 MnO4 + 6H+ → 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O
État Initial O (6,4 x 10^-4) 0 0 0 0
État Intermédiaire n-5x (6,4 x 10^-4)-2x n-6x 5x 2x 8x
État final n-5xmax (6,4 x 10^-4)-2xmax n-6xmax 5xmax 2xmax 8xmax

NmnO4+ :
n= CxV
n= 4,0.10-2 x (8 x10^-3)
n= 3,2 x 10^-4

Je suis désolée, ce n'est pas très lisible mais j'ai du copier coller mon tableau.
Je ne sais pas comment trouver les quantités de matières des autres produits et réactifs...

Merci beaucoup de votre aide , bonne fin de soirée
Cécile

[SoS(2)]

Bonjour Cécile,

Dans l'état initial vous mettez 0 pour H2O2 alors que c'est précisément ce qu'on dose ! Pour MnO4 vous écrivez 6,4.10-4 au lieu de 3,2.10^-4 car je suppose que vous avez multiplié par le coeff. : il ne faut surtout pas le faire, chaque case représentant la quantité effective de matière. L'enchainement suivant est correct à ceci près qu'il ne faut pas appeler tout "n" pensez à mettre des indices.
Ces petites choses corrigées, vous tenez la solution entre vos mains, je vous cite : L’équivalence c’est quand le réactif limitant change ou quand les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques.
Il suffit donc d'appliquer cette phrase à la dernière ligne puisqu'alors les quantités d'H2O2 et KMnO4- sont toutes les deux nulles !

Bonne continuation !

[Cécile 1ère S]

Je pense que j'ai compris, excepté pour le cas des 6H+ :
Réaction 5H2O2 + 2 MnO4 + 6H+ → 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O
État Initial n1 n2=(3,2 x 10^-4) n3 0 0 0
État Intermédiaire n1-5x (3,2 x 10^-4)-2x n3-6x 5x 2x 8x
État final n1-5xmax=0 3,2 x10^-4– 2xmax = 0 n3-6xmax=0 5xmax=8x10^-4 2xmax=3,2x10^-4 8xmax=1,28x10^-3

Recherche de Xmax :
3,2 x10^-4 – 2xmax = 0
3,2 x10^-4 = 2xmax
xmax = 1,6 x 10^-4

Recherche de n1 :
n1-5xmax= 0
n1=5xmax = 8x10^-4

Recherche de n2:
n= CxV
n= 4,0.10-2 x (8 x10^-3)
n= 3,2 x 10^-4

Recherche de n3:
n3-6xmax=0
n3=6xmax= 9,6 x10^-4

Voila ! J'espere qu'il n'y a pas trop d'erreurs
Merci encore de votre aide.
Bonne soirée.
Cécile

[SoS(2)]

C'est très bien !

N'hésitez pas à revenir pour une autre question !

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