L.Elahd eljadid DOUZ SERIE CHIMIE Prof : Mtarrab Badr Classes : 4ème SI Détermination de la quantité de matière par mesure d’une grandeur physique (conductimétrie) Détermination de la quantité de matière à l’aide d’une réaction chimique (dosage) Séries et devoirs physique chimie bac sciences informatique-Tunisie à http://douzphysique.shost.ca EXERCICE 1 Avec une balance, on a mesuré 1,8g d’hydroxyde de sodium NaOH pour préparer une solution aqueuse (S) de volume V = 300cm3. 1 – Calculer la concentration molaire de la solution obtenue. 2 - Pour déterminer la concentration de la solution précédente avec une meilleure précision, on dose un volume VB = 20cm3 de (S) par une solution d’acide chlorhydrique de concentration molaire C a = 0,2 mol.L-1. L’équivalence acido-basique est obtenue pour un volume VaE =10 cm3 d’acide ajouté a- Donner un schéma annoté du dispositif du dosage. b- Ecrire l’équation de la réaction du dosage. Rappeler ses caractéristiques c - Définir l’équivalence acido-basique. d - Déterminer la concentration de la solution de base. e - Calculer la masse de soluté dissoute dans (S) et conclure quant à la précision de la balance. EXERCICE 2 : On donne : la masse molaire de FeSO4 est égale à 152g.mol-1. On dose un volume V1=18mL d’une solution(S0) de sulfate de fer FeSO4 en milieu acide, par une solution de permanganate de potassium KMnO4 de concentration molaire C1=1,2.10-2 mol.L-1. L’équivalence est obtenue avec un volume V2 = 6mL de permanganate de potassium. L’équation de la réaction s’écrit : Mn + 5Fe2+ + 8H3O+ Mn2+ + 5Fe3+ réducteur pour les réactifs (Mn + 12H2O et Fe2+) 1 - Préciser l’oxydant et le 2 - Comment peut-on repérer expérimentalement l’équivalence ? 3 - Déterminer la concentration molaire de la solution de sulfate de fer. 4 - Déterminer la masse de FeSO4 à dissoudre pour préparer la solution(S0) de volume V1=400mL. Page 1 sur 4 . EXERCICE3 : I) On souhaite déterminer, par conductimètre, la concentration molaire d’une solution de sulfate de fer FeSO4.Pour cela on étalonne une cellule conductimétrique avec des solutions titrées. La courbe d’étalonnage est représentée ci- contre : 5 1) La mesure de la conductance d’un même volume, à la même température, d’une solution(S) de sulfate de fer a donné la valeur G =2mS 3 2 Déterminer graphiquement la concentration de la solution(S). 2) En déduire la concentration des ions Fe2+ 4 dans la solution (S). 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 3) Calculer la masse de sulfate de fer dissoute pour préparer la solution S de volume V =100 ml. On donne : MFe = 56g.mol-1 2) MS = 32g.mol-1 MO = 16g.mol-1. Pour s’assurer de résultat obtenu, On dose un échantillon de volume V1= 30mL de la solution (S), acidifié par l’acide sulfurique en excès, par une solution de permanganate de potassium KMnO4 de concentration molaire C2=2.10-2. L’équivalence est atteinte pour un volume versé de la solution de permanganate de potassium V2=12mL. L’équation de la réaction de dosage s’écrit : Mn + 5Fe2+ + 8 H3O+ Mn2+ + 5 Fe3+ 1 - Donner un schéma annoté pour réaliser ce dosage. 2 - Rappeler les caractères de cette réaction. 3 - Préciser les couples OX/ RED mis en jeu dans cette réaction. 4 - Définir l’équivalence d’oxydoréduction. 5 - Comment on peut repérer expérimentalement le point d’équivalence ? 6 - Déterminer la quantité de matière des ions Fe2+ dans l’échantillon dosé. 7 - Déterminer la concentration molaire de la solution (S). + 12 H2O. EXERCICE4 : L’eau oxygénée est une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène H2O2. La concentration molaire en peroxyde diminue lentement au cours de temps .Pour déterminer la concentration molaire d’une solution commerciale on la dose avec une solution aqueuse du permanganate de potassium KMnO4.L’ion permanganate MnO4- et le peroxyde d’hydrogène H2O2 réagissent, en milieu acide, suivant une réaction modélise par l’équation suivant : 2MnO4- + 5H2O2 + 6H3O+ 2Mn2+ Page 2 sur 4 + 5O2 + 14H2O 9 I) PREPARATION DE LA SOLUTION TITRE DE PERMANGANATE Au laboratoire de lycée on dispose d’une solution aqueuse (S) du permanganate de potassium KMnO4 de volume V0 = 400mL de concentration C0 mal connue. Pour déterminer la concentration molaire C0 de cette solution, on a utilisé la courbe d’étalonnage de la figure 1 ci-dessous .Avec la même cellule conductimétrique et dans des conditions identiques à celles d’étalonnage, on a mesuré l’intensité efficace I0 = 18 mA et la tension efficace U0 = 6 V pour une portion de la solution (S0) dans la cellule conductimétrique. 4 1) Calculer la conductance G0 de la solution (S0). 3 2) En déduire graphiquement la concentration molaire 2 C0 de la solution (S0) du permanganate de 1 potassium. 3 - Calculer la masse m0 du permanganate de 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 potassium dissous dans la solution (S0). On donne les masses molaires : MK = 39 g.mol-1 MMn = 55 g.mol-1 Mo = 16 g.mol-1. II) DOSAGE D’OXYDOREDUCTION Avec la solution (S0), de concentration molaire C0, du permanganate de potassium on dose un volume V 1 = 25 ml de la solution commerciale (S) de peroxyde d’hydrogène de concentration molaire C1. L’équivalence d’oxydoréduction est obtenu avec un volume V E = 40 mL de la solution du permanganate de potassium. 1) Donner un schéma annoté pour réaliser ce dosage. 2) Rappeler les caractères de cette réaction du dosage. 3) Préciser les couples OX/RED mis en jeu dans cette réaction. 4) Définir l’équivalence d’oxydoréduction. 5) Comment peut-on repérer expérimentalement le point d’équivalence ? 6) Déterminer la quantité de matière de H2O2 dans l’échantillon dosé. 7) Déterminer la concentration molaire C1 de la solution (S). EXERCICE 5 On dose un échantillon de volume V1= 40mL d’une solution (S) de sulfate de fer (Fe2+ + ), acidifié par l’acide sulfurique en excès, par une solution de permanganate de potassium de concentration molaire C2= 4.10-2.mol.L-1. L’équivalence est atteinte pour un volume versé de la solution de permanganate de potassium V2 =16 mL. Page 3 sur 4 1) Les équations formelles des échanges des électrons sont : + 8 H3O+ Mn Mn2+ + + 5̅ 5Fe2+ 12 H2O. 5 Fe3+ + 5 ̅ a) Préciser la réaction d’oxydation. Justifier. b) Préciser les couples OX/ RED mis en jeu dans cette réaction. 2) l’équation de La réaction globale du dosage s’écrit : Mn a) + 5Fe2+ + 8 H3O+ Mn2+ + 5 Fe3+ + 12 H2O. Rappeler les caractères de cette réaction. b) Annoter le schéma de la figure F1 ci-dessous c) Définir l’équivalence d’oxydoréduction. d) Comment on peut repérer expérimentalement le point d’équivalence ? e) Déterminer la quantité de matière des ions Fe2+ dans l’échantillon dosé. f) Déterminer la concentration molaire de la solution (S). g) En déduire la masse m du sulfate de fer contenu dans la solution (S) de volume Vs = 120 cm3. On donne : MFe = 56 g.mol-1 MS = 32 g.mol-1 MO = 16 g.mol-1. ……………………………………………………………… …. ……………………………………………………………… …. ……………………………………………………………… …. ……………………………………………………………… …. Figure F1 Page 4 sur 4
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