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Réalisé par : - Ridha BEN AMMAR - Maissa TRAD INSAT 2016 Compte-rendu du T.P .

Réalisé par : - Ridha BEN AMMAR - Maissa TRAD INSAT 2016 Compte-rendu du T.P . N°2 de Chimie des solutions : Elaboration du diagramme de distribution des complexes de Fe(III) avec les thiocyanates (SCN-) Simulation sur Excel Table des matières T able des figures.....................................................................................................2 T able des tableaux..................................................................................................2 Introduction............................................................................................................3 1. But du T.P .........................................................................................................3 2. Partie 1 : Détermination des constantes thermodynamiques de l’aluminium. .3 2.1. Mode opératoire............................................................................................3 Résultats................................................................................................................4 2.2. Exploitations des résultats............................................................................4 3. Partie 2-1 : Expériences préliminaires à la séparation des ions fer(III) et des ions cuivre (II).........................................................................................................5 3.1. Mode opératoire............................................................................................5 3.2. Résultats.......................................................................................................6 3.3. Exploitations des résultats............................................................................7 4. Partie 2-2 : Séparation des ions fer(III) et des ions cuivre (II) dans un mélange 8 4.1. Mode opératoire............................................................................................8 4.2. Résultat et observations...............................................................................9 4.3. Questions d’approfondissement...................................................................9 5. Conclusion......................................................................................................10 1 Table des figures Figure 1: Mode opératoire détermination du produit de solubilité et les constante de formation des hydroxyde d'aluminium..............................................................3 Figure 2: Courbe pH métrique de la solution d'aluminium......................................4 Figure 3: Mode opératoire de l'expériences préliminaire des ions fer(III) ou Cu(II). 6 Figure 4: Courbe pH métrique de la solution de chlorure de fer.............................7 Figure 5: Courbe pH métrique de la solution de sulfate de cuivre..........................7 Figure 6: Les domaines de prédominance des espèces..........................................8 Figure 7: Mode opératoire de séparation entre ions cuivre (II) et ions fer (III)........8 Table des tableaux T ableau 1: T ableau des valeurs de mesure de pH (Partie 1)...................................4 T ableau 2: T ableau des valeurs de mesure FeCl3....................................................6 T ableau 3: T ableau des valeurs de mesure Cu(SO4)...............................................6 T ableau 4: programme Excel................................................................................10 2 Introduction Après le premier T.P . qui traitait la phase pratique de l’étude des complexes et autres précipités, nous allons aborder avec celui-ci la partie théorique de cette étude en s’aidant par des simulations sur Excel 1.But du T .P . Pour ce T.P ., On se propose de : - Etudier un complexe ML et l’effet de différentes constantes de formation sur un complexe - Etudier la formation de tous les complexes possibles entre Fe(III) et SCN- 2.Partie 1 : Etude du complexe ML En partant d’un réaction d’un complexe simple métal-ligand (ML) nous pouvons écrire la constante de formation : Kf= [ML ] [M ][ L] Et la fraction des ions métalliques libres : ∝M= [ M ] [ ML]+[ M ]= 1 (1+Kf [ L]) Mais ce que nous voulons surtout étudier c’est la progression de la solution de titrage : V L V M =CM∗∝ML+[L ] (CL−[L ]) Pour arriver à cette égalité : nLréagit=nMLformé V LC L−[L](V L+V M)=V M CM α ML V L(CL−[L ])=V M(C Mα ML+[L ]) Et on remplace α ML par son expression : V L V M = CM∗Kf [ L] (1+K f [L ]) +[ L] (CL−[ L]) Nous tracerons alors VL/VM=f(pL) pour différentes valeurs de Kf 3 2.1.Résultat 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Etude de l'effet de la constante de formation sur l'évolution de VL/VM kf1=0 Kf1=1 Kf1=100 Kf1=10^4 Kf1=10^6 Kf1=10^8 pL VL/VM Figure 1: Etude de l'effet de la constante de formation sur l'évolution de VL/VM 2.2.Interprétation : Les courbes décrivent le rapport de volume à avoir pour atteindre un pL indiqué par exemple : Pour Kf=104 pour atteindre [L]=10-4M nous avons besoin d’avoir VL/VM=0,5. En partant de ce principe-là, une constante de formation plus importante se traduit par une plus grande consommation de ligand et leur transformation en complexe et donc résultant en des proportions de VL/VM plus importante pour des concentrations de [L] plus faibles. Nous constatons aussi que les pL à VL/VM =0,5 correspondent aux pKf correspondant pour des valeurs de pkf>3 3.Partie 2: Etude de la formation de tous les complexes possibles entre Fe(III) et SCN- Le fer peut former plusieurs complexes avec le thiocyanure et se lier jusqu’à un nombre de 6 Nous allons étudier la distribution de ses complexes en fonction de la concentration de ligand présente dans le milieu avec le fer L’écriture des équations est plus évidente dans cette partie et est très bien expliquer dans le fascicule et donc nous n’allons pas les reprendre. 4 3.1.Résultat 0 2 4 6 8 10 12 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Diagramme de distribution des complexes du Fe(III) avec le thiocyanate (SCN-) alphaM alphaML alphaML2 alphaML3 alpaML4 alphaML5 alphaML6 T otal pL alpha Figure 2: Diagramme de distribution des complexes du Fe(III) avec le thiocyanate (SCN-) 3.2.Interprétation Pour des concentrations très faible en ligand rien n’est plus logique que de voir la forme libre du fer prédominante. Ensuite commence à se montrer ML suivi de ML2 qui tout deux présentent des constantes de formation assez élevées (102) mais puisque les constantes de formation ne sont pas de même ordre de grandeur ou à intervalle régulier (102 -> 101->1 …) ceci donne un intervalle pour ML2 pour dominer puisque ML3 à une constante de formation défavorisant sa formation 10-0,41. Pour visualiser une présence de ML6 il faut probablement atteindre une pL de -1 ou plus basse (une solution concentrée à 10M). 4.Conclusion Ce TP permet d’observer toutes ces équations démontrées en cours et de voir leurs utilités dans la prévision et la visualisation des prédominances une information très importante pour la séparation et la prévision de la possibilité de séparation de mélange de 2 ou plus de métaux que ce soit d’utilité industrielle ou pour l’analyse. Nous nous sommes bien amusés mais aussi instruis sur les possibilités d’Excel avec ce TP en attendant de voir le dernier pour cette matière ! 5 uploads/Finance/ chimie-copie.pdf