[PDF] Dosage potentiométrique : Fe par MnO4

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Dosage potentiométrique : Fe2+ par MnO4-

(TP(TP(TP(TP2222 ---- Série Série Série Série 8888 Redox, Redox, Redox, Redox, et Exo et Exo et Exo et Exo 4444 du TD2 du TD2 du TD2 du TD23333))))

Présentation du dosage

Présentation du dosagePrésentation du dosagePrésentation du dosage :::: On cherche à mesurer la concentration C0 d"une solution aqueuse contenant du Fer (II) : 2 2

4 4FeSO Fe SO+ -= +. Pour cela, on réalise un dosage avec du permanganate de potassium :

4 4KMnO K MnO+ -= + de concentration connue 2 1

12.10 .C mol L- -=. Le pH sera maintenu

constamment proche de 0, pour éviter que n"interviennent d"autres types de réactions...

Schéma du montageSchéma du montageSchéma du montageSchéma du montage ---- électrode électrode électrode électrode ::::

On a besoin de deux électrodes pour suivre le potentiel de la solution :  Fil de Platine (Pt) pour avoir un accès direct au potentiel de la solution  Electrode de référence (2

ème espèce) : fixe une référence...

(Electrode au calomel saturé, ou au sulfate mercureux par exemple) Equation du dosageEquation du dosageEquation du dosageEquation du dosage ::::

Demi-équations :

2 2 4

2 34 8 5Mn H O MnO H e

Fe Fe e

Equation du dosage :

2 2 3

428 5 4 5MnO H Fe Mn H O Fe- + + + ++ + ® + +

Constante de réaction :

052 35 0.74

620,06 0,06

5 82

410 10 10

n EMn FeK

MnO Fe H+ +D ´

Démonstration :

23 2
4 83
4 00

220,06 0,06log log5 1

mesuréeMnO MnFe Fe

MnO H Fee E E E EMn Fe

Å Q

 Réaction TOTALE : on peut réaliser le dosage de manière satisfaisante

Tableau d"avancement et Tableau d"avancement et Tableau d"avancement et Tableau d"avancement et évolutionsévolutionsévolutionsévolutions ::::

Tableau d"avancement :

2 2 3

428 5 4 5MnO H Fe Mn H O Fe- + + + ++ + ® + +

EI (en mol) 0 excès C

0V0 0 solvant 0

à t (avant EQ) 0 excès C

0V0-5C1V C1V solvant 5C1V

à l"équivalence ε excès 5 ε C

1VE solvant 5C1VE

à t (après EQ) C

1V-C1VE excès 0 C1VE solvant 5C1VE

Equivalence : Quantité de permanganate ajouté = quantité initiale de Fer (Attention aux coefficients stoechiométriques) : 2

41 0 0_ _

1 1

5 5EMnO ajout Fe inin n C V C V- += Û =

1 0

05EC VCVÛ =

E 2Fe+ 3Fe+ Fe 2Fe+ H+ 2H

4MnO- 2Mn+

Ox

Réd

ElémentElémentElémentElément

titrant titranttitranttitrant

Réducteur

Réducteur Réducteur Réducteur

à doserà doserà doserà doser

4K MnO+ -+

à C

1 2 2

4Fe SO+ -+

à C

0

Réf Pt

VVVV 2Fen+ V V V

0 EQV 12EQV 2EQV

4MnOn-

2Mnn+ 3Fen+ V

CalculCalculCalculCalcul et Tracé et Tracé et Tracé et Tracé des potentiels des potentiels des potentiels des potentiels ::::

En tout point, on a équilibre des solutions : 3 2 2

4solution PtFe Fe MnO MnE E E E+ + - +?= = =

½ Equivalence

½ Equivalence½ Equivalence½ Equivalence :::: 122
E E Q

VV= On a 3 2Fe Fe+ +? ? ? ?=? ? ? ?

Il est plus simple d"exprimer le potentiel du Fer : 3 2 0 12

PtFe FeEQE E E+ +?= =

Double Equivalence

Double EquivalenceDouble EquivalenceDouble Equivalence ::::

22EQ EV V= On a 2

4MnO Mn- +? ? ? ?=? ? ? ?

Plus simple d"exprimer le potentiel du Permanganate : 2 4 0

20,1EQMnO MnE E pH- +?= -

Equivalence

EquivalenceEquivalenceEquivalence ::::

On exprime les 2 potentiels séparément

3 2 3 2

2 2 4 4 3 0 2 8 40
2

0,06log1

0,06 log5

Fe Fe Fe Fe

MnO Mn MnO Mn

FeE EFe

MnO H E EMn

On a :

4 2 5 M nO Fee e et 2 3 5 M n Fex x

On additionne :

2 2 3 2 2

44
3 2 2 4 83
4 0 0 2 2 0 0

6 5 5 0,06 log

5

6 5 0,06 log5EQMnO Mn Fe Fe Fe Fe MnO Mn

EQ

Fe Fe MnO Mn

Fe MnO HE E E E EFe Mn

E E E x e e x

× ×= + + ×× ×8H+

Si pH = 0, alors

3 2 2 4 0 05 6

Fe Fe MnO Mn

EQE EE+ + - ++=

Expression du potentiel avant l"équivalence :

3 2 3 001 222

0 0 10,06 0,06log log1 1 5

Fe Fe

FeC VE E E

C V C VFe

Expression du potentiel après l"équivalence : 2 4 8 4 001 1 332

10,06 0,06log log5 5E

MnO Mn

EMnO HCV CVE E ECVMn

Remarque : Attention, la courbe n"est pas symétrique, du fait des coefficients stœchiométriques des équations. On ne

peut pas appliquer la méthode des tangentes pour obtenir le point à l"équivalence.quotesdbs_dbs4.pdfusesText_7

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