[PDF] EXERCICES D'après Belin 2019.

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1 eSpécialité Physique Chimie

CHAPITRE 3

DÉTERMINATION D"UNE

QUANTITÉ DE MATIÈRE

EXERCICES

Wulfran Fortin

Liste des exercices

LISTE DES EXERCICES

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

Exercice 7

Exercice 8

LISTE DES EXERCICES

Exercice 1

Énoncé

D"après Belin 2019.

On souhaite trouver la concentration effec-

tive en ion fer(II)Fe2+(aq)incolores en solu- tion aqueuse. Pour cela, il faut les faire ré- agir avec des ionsMnO-4(aq)d"une solution aqueuse de permanganate de potassium violette. a.Identifier les réactifs titrant et titré. b.Indiquer la verrerie utilisée pour prélever le réactif titré. c.Faire un schéma légendé du montage.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Les ions fer (II) sont titrés, les ions per- manganates sont les réactifs titrant. b.Il faut pouvoir prélever un volume précis de solution de fer (II), on doit donc utiliser pour cela un bécher de prélèvement, une pi- pette jaugée munie de sa poire à pipeter. Ensuite, ce volume précis doit être versé dans un récipient qui sera placé sous une burette graduée. Ce récipient peut être un autre bécher ou un petit erlenmeyer.

Dans ce récipient sera placé un barreau ai-

manté, le récipient étant posé sur un agita- teur magnétique.

Pour pouvoir charger proprement notre bu-

rette graduée avec la solution titrante, on uti- lisera un bécher et éventuellement un pe- tit entonnoir et sous la burette, on placera un récipient poubelle (un verre à pied) qui permettre de récupérer l"excès de solution titrante quand on réglera le zéro sur la bu- rette.

Une pissette d"eau distillée ainsi que du pa-

pier essuie tout sera à disposition pour net- toyer.

Enfin, le permanganate étant nocif pour les

LISTE DES EXERCICES

yeux, on mettra des lunettes de protection surtout au moment du remplissage de la bu- rette. Le permanganate tachant la peau, on prendra des gants. c.Voir le cours.

LISTE DES EXERCICES

Exercice 2

Énoncé

D"après Belin 2019.

Dans un volumeV=25.0mLde solution

de diiodeI2(aq)de concentrationCI2=2.0× 10 -2mol.L-1, un volumeV′d"une solution de thiosulfate de sodium2Na+(aq)+ S2O2-3(aq) de concentration[S2O2-3] =4×CI2est ajou- tée progressivement. L"équation de la réac- tion mise en jeu est la suivante I

2(aq)+ 2S2O2-3(aq)2I

-(aq)+ S4O2-6(aq) a.Construire le tableau d"avancement de la réaction pour les valeurs du volumeV′ suivantes :0.5mL,10.0mL,12.5mLet 15mL. b.Indiquer le réactif limitant dans chaque si- tuation. c.Observer le milieu réactionnel pourV′=

12.5mL.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.Voir tableau1 .

On utilisera les valeurs suivantes dans ce

tableau -V=25.0mL=25×10-3L -CI2=2.0×10-2mol.L-1 -[S2O2-3] =4×2.0×10-2mol.L-1 -V′est donné, et sera converti enL

QuandV′=5mL=5×10-3Lalors

x max=2×10-4mol,nI2=3×10-4mol, n

S2O2-3=0mol,nI-=4×10-4molet

n

S4O2-6=2×10-4mol.

QuandV′=10mL=10×10-3Lalors

x max=4×10-4mol,nI2=1×10-4mol, n

S2O2-3=0mol,nI-=8×10-4molet

n

S4O2-6=4×10-4mol.

QuandV′=12.5mL=12.5×10-3L

alorsxmax=5×10-4mol,nI2=0.0mol, n

S2O2-3=0.0mol,nI-=1.0×10-3molet

n

S4O2-6=5×10-4mol.

QuandV′=15mL=15×10-3Lalors

x max=5×10-4mol,nI2=0.0mol, n

S2O2-3=2.0×10-4mol,

n

I-=1.0×10-3moletnS4O2-6=5×10-4mol.

Pour les trois premiers volumes, le réactif li-

LISTE DES EXERCICES

mitant est le thiosulfate, pour le dernier vo- lume, c"est le diiode. c.On est dans les proportions stœchiomé- triques, tous les réactifs ont été consommés, il n"y a plus que les produits. À ce moment, la couleur va changer, le diiode ayant totalement disparu.

LISTE DES EXERCICES

Équation chimiqueI

2(aq)+ 2S2O2-3(aq)2I

-(aq)+ S4O2-6(aq)État sys.Avanc. xmolQuantité de matièremolInit.x=0C×V4C×V′0.00.0

Inter.xC×V-x4C×V′-2x2xx

Finalx

max······2xmaxx maxTable 1

LISTE DES EXERCICES

Exercice 3

Énoncé

D"après Belin 2019.

Le titrage des ions fer (II)Fe2+(aq)contenus

dans une solution de sel de Mohr peut se faire à l"aide d"une solution de sulfate de cé- rium contenant des ions cérium (IV)Ce4+(aq).

Quelques gouttes d"orthophénantroline sont

introduites initialement dans l"erlenmeyer.

Les deux couples oxydo-réducteurs mis en

jeu sont -Ce4+(aq)/ Ce3+(aq) -Fe3+(aq)/ Fe2+(aq)

L"orthophénantroline prend une couleur

jaune-orangée en présence d"ionsFe2+(aq)et bleue avec les ionsFe3+(aq). a.Établir l"équation de la réaction support du titrage. b.Donner le rôle de l"orthophénantroline. c.Expliquer comment repérer le virage du titrage.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.

Fe2+=Fe

3++ e-

Ce

4++ e-=Ce

3+Fe

2++ Ce4+Fe

3++ Ce3+

b.L"othophénantroline est un indicateur co- loré qui change de couleur au moment de l"équivalence, quand le réactif à titrer dispa- raît. c.Avant l"équivalence, il y a des ionsFe2+ dans l"erlenmeyer et quelques ionsFe3+, l"indicateur coloré sera jaune orangé, puis dès que les ions fer (II) auront totalement disparu à l"équivalence, l"indicateur passera franchement à la couleur bleue, il n"y aura plus que les ions fer (III).

LISTE DES EXERCICES

Exercice 4

Énoncé

D"après Belin 2019.

Dans un volumeV=25.0mLd"une solu-

tion contenant des ions étain (II)Sn2+(aq)de concentration effective [Sn2+(aq)] =1.0×10-2mol.L-1est ajouté un volumeV2d"une solution contenant des ions cérium (IV)Ce4+(aq)à la concentration ef- fective[Ce4+(aq)] =1.0×10-2mol.L-1. L"équation de la réaction qui a lieu s"écrit Sn

2+(aq)+ 2Ce4+(aq)Sn

4+(aq)+ 2Ce3+(aq)

a.Définir l"équivalence. b.Construire le tableau d"avancement et donner la relation entre les quantités de ma- tière à l"équivalence. c.En déduire la valeurV2Edu volumeV2 pour laquelle les réactifs ont été mélangés à l"équivalence.

LISTE DES EXERCICES

Correction

a.À l"équivalence, la proportion est stœchio- métrique et tous les réactifs ont disparu. b.Voir tableau2 . À l"équivalence, on a toutes les quantités de réactifs nulles donc

V×[Sn2+]-xmax=0

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