DOSAGE D UNE SOLUTION (S) DE CHLORURE ET DE SULFATE DE MANGANESE

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1 DOSAGE D UNE SOLUTION (S) DE CHLORURE ET DE SULFATE DE MANGANESE Les concentrations approximatives dans la solution (S) sont : - ions manganèse (II) ~ 0,03 mol.l -1 ; - ions sulfate ~ 0,01 mol.l -1 ; - ions chlorure ~ 0,04 mol.l -1. La solution d acétate de baryum a une concentration exacte de 0,05 mol.l -1. La solution de nitrate d argent a une concentration exacte de 0,0 mol.l -1. La solution (M) de permanganate de potassium a une concentration exacte de 0,015 mol.l -1 TRAVAIL A EFFECTUER DOSAGES Les ions manganèse (II) sont dosés par spectrophotométrie. Les ions chlorure sont dosés par une solution de nitrate d argent (potentiométrie à courant nul). Les ions sulfate sont dosés par une solution d'acétate de baryum par conductimétrie. 1 Dosage des ions manganèse (II) par spectrophotométrie Oxydation des ions manganèse (II). Diluer cinq fois la solution (S) ; soit (S ) la solution ainsi préparée. Le dosage des ions manganèse (II) est effectué après leur oxydation en ion permanganate par le periodate de potassium en solution chaude acide. Dans un erlenmeyer de 100 ml, introduire : 5 ml de solution (S ) ; 20 ml d eau déminéralisée ; 10 ml d'acide sulfurique concentré ; ml d'acide phosphorique concentré ; 0,5 g de periodate de potassium. Chauffer pendant une dizaine de minutes entre 70 C et 0 C, sous la hotte. Verser la solution refroidie dans une fiole jaugée de 100 ml ; ajuster avec de l'eau déminéralisée. Soit (S") la solution ainsi obtenue. Q1 - Ecrire l'équation de la réaction d'oxydation des ions manganèse (II). Q2 Expliquer pourquoi la manipulation s effectue sous la hotte.

2 1.2 - Préparation de la gamme. Diluer cinquante fois la solution (M) de permanganate de potassium ; soit (M') la solution obtenue. Préparer 6 solutions en diluant un volume V S " de solution (S") et un volume V M' de solution (M') dans des fioles jaugées de 50 ml conformément au tableau suivant : Fiole N V S" / ml V M' / ml Eau déminéralisée q.s.p. 50 ml Régler le spectrophotomètre sur la longueur d onde choisie. Faire le zéro. Mesurer la valeur de l absorbance A pour chaque fiole. Q3 - Ecrire l'expression de la loi de Beer-Lambert, en précisant la signification de chaque grandeur, ainsi que leur unité. Q4 - Rappeler les conditions de validité de cette loi. Q5 Déterminer C 1, concentration en ions Mn 2+ dans la solution (S), en expliquant la méthode employée. 2 Dosage des ions sulfate par la solution d acétate de baryum : conductimétrie. Introduire dans un bécher de 500 ml : une prise d essai E 2 = 50 ml de solution (S) ; 100 ml d eau déminéralisée ; 50 ml d éthanol. Plonger la cellule dans la solution et doser par la solution d acétate de baryum, de concentration C Ba. Relever les valeurs de la conductance G, après avoir attendu suffisamment longtemps la stabilisation de la mesure. Tracer la courbe correspondante ; on appelle V 2 le volume de solution d acétate de baryum relevé à l équivalence. Q6 Écrire l équation de la réaction. Q7 Donner l'expression littérale de C 3, concentration de la solution (S) en ions sulfate. Q Justifier qualitativement l allure de la courbe obtenue. 3 - Dosage des ions chlorure de la solution (S) par potentiométrie à courant nul. Introduire une prise d essai E 3 = 20 ml de solution (S) dans un bécher de 150 ml. Plonger les électrodes convenables dans la solution. Titrer par la solution de nitrate d argent étalonnée. Tracer la courbe correspondante. On appelle V 3 le volume relevé à l équivalence.

3 Q9 - Écrire l équation de la réaction mise en jeu dans ce dosage. Donner l'expression littérale de C 3, concentration en ions chlorure dans (S). Q11 - A l aide des valeurs trouvées pour C 2 et de C 3, donner l'expression littérale de la concentration C 1 en ions manganèse dans (S). Calculer cette concentration ; le résultat est-il concordant avec la valeur trouvée en 1.2?

4 DONNEES Masses molaires (g.mol -1 ) KIO 4 : 230,00 Sel de Mohr, FeSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4, 6 H 2 O : 392,14 KCl : 74,55 Produits de solubilité (à 25 C) AgCl Ag 2 CrO 4 AgOH BaSO 4 pks 9, 12,0 7, 10,0 Constante d acidité (à 25 C) HCrO 4 / CrO 4 2 : pka = 6,4 Potentiels standard (à 25 C) Ag + / Ag(s) Cl 2 (aq) / Cl MnO 4 / Mn 2+ IO 4 / IO 3 Fe 3+ / Fe 2+ (milieu sulfurique) E / V 0,0 1,39 1,51 1, V Conductivités molaires ioniques limites (ms.m 2.mol -1 ), à 25 C CH 3 COO ½ Ba 2+ Cl 2 ½ SO 4 4,1 6,4 7,6,0 Spectre d'une solution de permanganate de potassium à 0,001 mol.l -1. A (nm)

5 FEUILLE DE RESULTATS 1 - Dosage des ions manganèse (II) par spectrophotométrie (précision 2 %) Fiole N Absorbance Concentration C 1 retenue : C 1 = ( ) mol.l Dosage des ions sulfate par la solution d acétate de baryum (précision 1 %) V 2 = ml Concentration C 2 retenue : C 2 = ( ) mol.l Dosage des chlorure de S par potentiométrie à courant imposé (précision 1 %) V 3 = ml Concentration C 3 retenue : C 3 = ( ) mol.l -1