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Dosage potentiométrique : Fe2+ par MnO4 - (TP (TP (TP (TP2 2 2 2 – – – – Série

Dosage potentiométrique : Fe2+ par MnO4 - (TP (TP (TP (TP2 2 2 2 – – – – Série Série Série Série 8 8 8 8 Redox, Redox, Redox, Redox, et Exo et Exo et Exo et Exo 4 4 4 4 du TD2 du TD2 du TD2 du TD23 3 3 3) ) ) ) Présentation du dosage Présentation du dosage Présentation du dosage Présentation du dosage : : : : On cherche à mesurer la concentration C0 d’une solution aqueuse contenant du Fer (II) : 2 2 4 4 FeSO Fe SO + − = + . Pour cela, on réalise un dosage avec du permanganate de potassium : 4 4 KMnO K MnO + − = + de concentration connue 2 1 1 2.10 . C mol L − − = . Le pH sera maintenu constamment proche de 0, pour éviter que n’interviennent d’autres types de réactions… Schéma du montage Schéma du montage Schéma du montage Schéma 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 (2ème espèce) : fixe une référence… (Electrode au calomel saturé, ou au sulfate mercureux par exemple) Equation du dosage Equation du dosage Equation du dosage Equation du dosage : : : : Demi-équations : 2 2 4 2 3 4 8 5 Mn H O MnO H e Fe Fe e + − + − + + −  + → + +   → +   Equation du dosage : 2 2 3 4 2 8 5 4 5 MnO H Fe Mn H O Fe − + + + + + + → + + Constante de réaction : 0 5 2 3 5 0.74 62 0,06 0,06 5 8 2 4 10 10 10 n E Mn Fe K MnO Fe H + + ∆ × − + +       = = = =         Démonstration : 2 3 2 4 8 3 4 0 0 2 2 0,06 0,06 log log 5 1 mesurée MnO Mn Fe Fe MnO H Fe e E E E E Mn Fe − + + + − + + ⊕ Θ + +                   = − = + − −                   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 évolutions évolutions évolutions évolutions : : : : Tableau d’avancement : 2 2 3 4 2 8 5 4 5 MnO H Fe Mn H O Fe − + + + + + + → + + EI (en mol) 0 excès C0V0 0 solvant 0 à t (avant EQ) 0 excès C0V0-5C1V C1V solvant 5C1V à l’équivalence ε excès 5 ε C1VE solvant 5C1VE à t (après EQ) C1V-C1VE excès 0 C1VE solvant 5C1VE Equivalence : Quantité de permanganate ajouté = quantité initiale de Fer (Attention aux coefficients stoechiométriques) : 2 4 1 0 0 _ _ 1 1 5 5 E MnO ajout Fe ini n n C V C V − + = ⇔ = 1 0 0 5 E C V C V ⇔ = E 2 Fe + 3 Fe + Fe 2 Fe + H + 2 H 4 MnO − 2 Mn + Ox Réd Elément Elément Elément Elément titrant titrant titrant titrant Réducteur Réducteur Réducteur Réducteur à doser à doser à doser à doser 4 K MnO + − + à C1 2 2 4 Fe SO + − + à C0 Réf Pt V V V V 2 Fe n + V V V 0 EQ V 1 2EQ V 2EQ V 4 MnO n − 2 Mn n + 3 Fe n + V Calcul Calcul Calcul Calcul 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 4 solution Pt Fe Fe MnO Mn E E E E + + − + ⇒ = = = ½ Equivalence ½ Equivalence ½ Equivalence ½ Equivalence : : : : 1 2 2 E E Q V V = On a 3 2 Fe Fe + +     =     Il est plus simple d’exprimer le potentiel du Fer : 3 2 0 1 2 Pt Fe Fe EQ E E E + + ⇒ = = Double Equivalence Double Equivalence Double Equivalence Double Equivalence : : : : 2 2 EQ E V V = On a 2 4 MnO Mn − +     =     Plus simple d’exprimer le potentiel du Permanganate : 2 4 0 2 0,1 EQ MnO Mn E E pH − + ⇒ = − Equivalence Equivalence Equivalence Equivalence : : : : On exprime les 2 potentiels séparément 3 2 3 2 2 2 4 4 3 0 2 8 4 0 2 0,06 log 1 0,06 log 5 Fe Fe Fe Fe MnO Mn MnO Mn Fe E E Fe MnO H E E Mn + + + + − + − + + + − + +           = +                       = +              On a : 4 2 5 M n O F e ε ε − +  =    = ⋅    et 2 3 5 M n F e ξ ξ + +  =    = ⋅    On additionne : 2 2 3 2 2 4 4 3 2 2 4 8 3 4 0 0 2 2 0 0 6 5 5 0,06 log 5 6 5 0,06 log 5 EQ MnO Mn Fe Fe Fe Fe MnO Mn EQ Fe Fe MnO Mn Fe MnO H E E E E E Fe Mn E E E ξ ε ε ξ − + + + + − + + + − + + − + + +             = + = + + ⋅               ⋅⋅ = + + ⋅ ⋅⋅ 8 H +            ⋅           Si pH = 0, alors 3 2 2 4 0 0 5 6 Fe Fe MnO Mn EQ E E E + + − + + = Expression du potentiel avant l’équivalence : 3 2 3 0 0 1 2 2 2 0 0 1 0,06 0,06 log log 1 1 5 Fe Fe Fe C V E E E C V C V Fe + + + +           = + = +     −         Expression du potentiel après l’équivalence : 2 4 8 4 0 0 1 1 3 3 2 1 0,06 0,06 log log 5 5 E MnO Mn E MnO H CV CV E E E CV Mn − + − + +        −      = + = +               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. uploads/Finance/ cm6-zzz-explication-dosage-fer-kmno4.pdf