Traitement de l'eau : oxydation des ions manganèse(II) en dioxyde de manganèse.

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.



 


Le manganèse ne présente pas de danger pour la santé humaine mais il donne à l'eau une couleur noire et un goût désagréable. Sa concentration molaire maximale autorisée est de 9,0* l0-7 mol.L-1.
On dispose d'une eau dont le concentration en ions manganèse Mn2+ est égale à 2,0 x l0-6 mol.L.
On souhaite oxyder ces ions en milieu acide par le permanganate de potassium pour former du dioxyde de manganèse Mn02.
Pourquoi cherche-t-on à oxyder des ions manganèse en dioxyde de manganèse dans le traitement de l'eau ?
Le dioxyde de manganèse est un solide insoluble dans l'eau. Il pourra être éliminer par décantation - filtration.
Déterminer l'équation de la réaction d°oxydoréduction entre MnO4- et Mn2+.
Données : couples mis enjeu : MnO4-(aq)/Mn2+(aq) et MnO2(s)/Mn2+(aq)
Oxydation de Mn2+(aq) : Mn2+(aq) + 2H2O = MnO2(s) + 4H+ aq + 2e-. (1)
Réduction de
MnO4-(aq) + 8H+aq + 5e- =Mn2+(aq) + 4H2O. (2)
Faire 5 fois (1) + 2 fois (2) :
5Mn2+(aq) + 10H2O +2 MnO4-(aq) + 16H+aq + 10e- = 5MnO2(s) + 20H+ aq+ 10e-+ 2Mn2+(aq) + 8H2O.
Simplifier : 3Mn2+(aq) +2 MnO4-(aq) +2H2O= 5MnO2(s)  + 4H+aq.
On dose un volume V0 = 10 L de cette eau en chargée en ions Mn2+ par un volume V1=5.0 mL de
solution de permanganate de potassium de concentration c =2.0x10-3 mol/L.
 Définir l'équivalence d'un titrage.
A l'équivalence les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques. Avant l'équivalence, l'un des réactifs est en excès, après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.
 



En déduire une relation entre la quantité de matière n(Mn04-) versée et celle dosée n(Mn2+).
3 moles d'ion
Mn2+(aq) réagissent avec 2 moles d'ions MnO4-(aq)
1,5 moles d'ion Mn2+(aq) réagissent avec 1 mole d'ions MnO4-(aq).
n(Mn2+) = 1,5 n(Mn04-).
Déterminer la concentration en ions C(Mn2+) oxydé dosés.
n(Mn2+) oxydé= C(Mn2+) V0n(Mn04-) = c V1.
C(Mn2+) V0 =1,5 c V1.
C(Mn2+)oxydé  =1,5 c V1 / V0 = 1,5 *2,0 10-3 * 5,0 10-3 / 10 = 1,5,0 10-6 mol/L.
Le traitement de l'eau par l'ion permanganate permet d'oxyder
1,5,0 10-6 mol/L d'ion manganèse (II).


.


En déduire celle des ions C(Mn2+)restant  restants après traitement.
Concentration initiale en ion Mn2+ :
2,0* l0-6 mol.L-1.
Quantité de matière d'ion manganèse (II) traitée par litre d'eau : 1,5
10-6 mol/L.
Quantité de matière d'ion manganèse (II) restant par litre d'eau : 2,0* l0-6 - 1,5,0 10-6 = 5,0 10-7 mol/L.
Conclure quant à la conformité de l°eau après traitement.
Cette valeur est inférieure à la teneur maximale autorisée : l'eau est conforme à cette norme.
.






 .




  



menu