Aurelie janvier 2001

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oxydation des ions Fe2+ par NO3- et MnO4-.

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oxydo réduction

A un volume V1=25mL d'une solution de sulfate de fer II C1=0,10 mol/L, on ajoute sous la hotte aspirante un volume V2=5 mL d'une solution aqueuse contenant des ions nitrate dont on veut déterminer la concentration volumique molaire C2. On observe la formation d'un dégagement gazeux au sein de la solution ainsi obtenue; le gaz se décolore en brun roux en s'échappant de la phase liquide. Lorsque le dégagement gazeux peut-être considéré comme achevé, on titre la solution avec une solution de permanganate de potassium C3=0,050 mol/L . La teinte rose apparaît pour un volume versé V3=6,5mL.

  1. Écrire l'équation bilan de la réaction responsable du dégagement gazeux. Que signifie la coloration en brun roux lorsque le gaz apparaît à l'air libre?
  2. Exprimer la quantité d'ions fer II consommé dans cette réaction en fonction de C2 et V2.
  3. Écrire l'équation bilan de la réaction de titrage utilisée ensuite. Exprimer la quantité d'ions fer II consommées dans cette réaction en fonction de C3 et V3.
  4. Calculer la concentration volumique molaire C2 de la solution aqueuse d'ions nitrate.
corrigé


1ère réaction

réduction des ions nitrate

NO3- + 3e- + 4H+ donne NO + 2H2O

oxydation des ions fer II

3Fe2+ donne 3Fe3+ + 3e-

dans le bilan les électrons n'apparaissent pas:

au fur et à mesure qu'ils sont libérés par l'oxydation ils sont consommés par la réduction

3Fe2+ + NO3- + 4H+ donne 3Fe3+ + NO + 2H2O

gaz brun roux : le gaz NO incolore s'oxyde à l'air libre en NO2 roux et toxique

quantité de matière (mol ) = volume (L) fois concentration (mol/L)

ion nitrate : C2V2 mol

3C2V2 mol ion fer II d'après les coefficients de l'équation.

2ème réaction :oxydation des ions Fe2+ restants par les ions MnO4-.

réduction des ions permanganate

MnO4- + 5e- + 8H+ donne Mn2+ + 4H2O

oxydation des ions fer II

3Fe2+ donne 3Fe3+ + 3e-

dans le bilan les électrons n'apparaissent pas:

MnO4- + 5Fe2++8H+ donne Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+

quantité de matière (mol ) = volume (L) fois concentration (mol/L)

C3V3 mol ion permanganate

5C3V3 mol d'ion fer II d'après les coefficients de l'équation

calcul de C2

C1V1 mol d'ion Fe2+ d'après le texte

C1V1 = 3 C2V2 + 5C3V3

0,1*25 = 3*5*C2 +5 *0,05*6,5

C2 = 0 ,0583 mol /L

 


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