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Préparation d'une solution de concentration donnée en ions.

Posté par
Delphus
01-03-15 à 11:20

Bonjour,

Je dois rendre un tp, et j'ai deux questions qui me pose soucis.
Serais-ce possible d'obtenir de l'aide s'il vous plait?

Voici mon sujet:

Nous devions réaliser une solution S par dissolution de 3,9 g de sel de mohr de formule FeSO4(NH4)SO4,6H2O. la solution devait avoir un volume de 100 mL. la solution désirée devait avoir une concentration en ions Fe2+ de 0,10 mol.L-1
Puis nous avons réalisé par dilution une solution S' (dilution au 1/10) en vue d'un dosage par le professeur. Nous avons relevé le volume VE après le dosage, qui est pour ma part de 8,7 mL

parmi les questions nous devions :
1) calculer la concentration molaire en soluté apporté théorique c de la solution S
Selon la definition, en appliquant la formule C=n/V, je trouve 9,9.10-2 mol.L-1

2)calculer la concentration en ions Fe2+ dans la solution, qui sont les ions théoriques. selon la formule de dissolution, je trouve 9,9.10-2 mol.L-1

3)D'après le dosage, calculer la concentration molaire en ions Fe2+ dans la solution S' avec la formule 1,00.10-3*VE. Donc là je trouve 8,7.10-3mol.L-1

4) En déduire la concentration dans la solution S. Comme nous avons fait une dilution au 1/10, je multiplie par 10, donc 8,7.10-2 mol.L-1. ce sont les ions Fe2+ mesurés.

5)A-t-on obtenu la solution désirée. Et bien là je ne sais pas vraiment si je dois arrondir et considéré que oui nous avons obtenu la solution désiré ou justement que non...

6) enfin on évalue la précision des manipulation par le pourcentage d'erreur en comparé les ions théoriques et les ions mesurés.
en faisant le pourcentage je trouve 8,7%
Comment dois-je l'interpréter.

Pouvez-vous m'aider pour les questions 5 et 6 me dire si je suis sur la bonne voie pour les autres questions?

Merci d'avance.

Delphus.

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 11:49

Salut,

Tu as posté les questions et un résumé de l'énoncé, mais pas l'énoncé complet.

On va essayer néanmoins de s'en sortir sans.

1. Par définition, la concentration en soluté apporté est

C = \dfrac{n(FeSO_4(NH_4)SO_4,6H_2O)}{V} = \dfrac{m(FeSO_4(NH_4)SO_4,6H_2O)}{M(FeSO_4(NH_4)SO_4,6H_2O) \times V}

Application numérique :
M(FeSO_4(NH_4)SO_4,6H_2O)=...?
V= 0,100~L
m(FeSO_4(NH_4)SO_4,6H_2O)=3,9~g

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:00

Bon sang, ta formule sur le sel de Mohr est fausse !

C'est : \red{Fe(NH_4)_2(SO_4)_2,6H_2O}

Sinon, il n'y a pas d'équilibre des charges en solution.

Merci de corriger cela dans la question 1. (=> impact sur la masse molaire !)

2. L'équation de dissolution du sel de Mohr dans l'eau est :

Fe(NH_4)_2(SO_4)_2,6H_2O \rightarrow Fe^{2+} + 2SO_4^{2-} + 2NH_4^+ + 6H_2O

Donc pour 1 mole de sel de Mohr dissoute, il se forme 1 mole d'ion fer (II), 2 moles d'ion sulfate, 2 moles d'ions ammonium et 6 moles d'eau.

Finalement, on peut écrire :

n(Morh) = n(Fe^{2+}) \Leftrightarrow C = [Fe^{2+}]=...?

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:04

3. Je ne sais même pas par quelle solution on dose cette contenant le sel de Mohr.
Je vais donc supposer que c'est correct.

4. Idem, je suppose que c'est bon par défaut.

5. Mais non, tu connais la concentration de la solution S grâce à la question 1.

Ensuite, tu as dilué ta solution pour obtenir une solution S'.

Donc C' = \dfrac{C}{10}=...?

6. Idem je ne peux pas vérifier si c'est bon.

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:19

Déjà, merci pour vos réponses!
Oui je n'ai mis que le sujet avec les informations principales, je ne pensais pas que ça poserait de souci, veuillez m'excuser.

1) j'ai fais une faute de frappe, après vérification et ma masse molaire est de 392 g. mol-1

2) Pour la question 2 j'avais ce raisonnement, c'est pour cette raison que j'ai directement écris que la concentration en ions est de 9,9. 10-2mol. L-1

3) Etant nous avons prelevé 10,0 ml de la solution S' et le dosage a été fait par le professeur. on nous a donné la formule a appliquer directement, une fois que nous avions noté le volume VE.

4) du coup, je dois bien multiplié par 10?

5) Nous devions voir si nous avions obtenu la solution désirée c'est a dire une solution ayant une concentration en ions Fe2+ de 0,10 mol. L-1. Pour moi la solution S' ne sert que pour faire le dosage. C'est la solution S qui doit avoir la concentration en ion désirée, celle donnée en début de TP.

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:20

Et on a dosé avec une solution de permanganate de potassium il me semble, la solution était violette.

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:24

Pour moi dans la question 5, nous devions comparé nos ions Fe2+ mesurés de la solution S avec ceux de la solution désirée, a moins que je me sois mal exprimée ou que je n'ai pas compris le tp...

et dans la questions 6, nous avions appliqué la formule du pourcentage d'erreur qui est P= ((ions théoriques-ions mesurés)/ions mesurés)*100

Donc on avait un pourcentage permettant de comparer les ions théoriques et les ions mesurés, ainsi on pouvait evaluer la precision des manipulations.

Voila, merci beaucoup!

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:30

Citation :
Déjà, merci pour vos réponses!
Oui je n'ai mis que le sujet avec les informations principales, je ne pensais pas que ça poserait de souci, veuillez m'excuser.
=> Excuses acceptées . Bien indiquer son énoncé est primordial ! Tu as remarqué que ça peut avoir un impact sur la masse molaire (et donc la concentration) et même sur le raisonnement de la question 2 puisque l'équation de dissolution n'aurait pas été la même ...

1) j'ai fais une faute de frappe, après vérification et ma masse molaire est de 392 g. mol-1
=> Je te fais confiance pour l'A.N, c'est le raisonnement littéral qui m'importe.

2) Pour la question 2 j'avais ce raisonnement, c'est pour cette raison que j'ai directement écris que la concentration en ions est de 9,9. 10-2mol. L-1
=> Oui, sauf que si tu n'écris pas ton raisonnement, une valeur numérique brute n'a aucun sens ! Personnellement, je ne me donne même pas la peine de la lire dans ces conditions.

3) Etant nous avons prelevé 10,0 ml de la solution S' et le dosage a été fait par le professeur. on nous a donné la formule a appliquer directement, une fois que nous avions noté le volume VE.
=> Je trouve ça aberrant de donner une formule brute sans même vous expliquer comment on la trouve ...
Je te fais confiance pour l'A.N.


4) du coup, je dois bien multiplié par 10?
Si C' = C/10 alors C = C' x 10 oui.

5) Nous devions voir si nous avions obtenu la solution désirée c'est a dire une solution ayant une concentration en ions Fe2+ de 0,10 mol. L-1. Pour moi la solution S' ne sert que pour faire le dosage. C'est la solution S qui doit avoir la concentration en ion désirée, celle donnée en début de TP.

=> Ok, mais en dosant la solution S', tu peux connaître sa concentration et donc remonter à la concentration de la solution S et donc celle en ions fer (II)


Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:38

Oui, c'est ce que nous faisons dans la question 4. Ma question etait donc comme je trouve une concentration en ions Fe2+ dans ma solution S de 8,7. 10-2 mol. L-1, est-ce que je peux cnsidérer que j'ai obtenu la solution désirée de la consigne (si j'arrondie) ou pas.

et la question 6, par le calcul du pourcentage, que dois-je conclure, mon but etant de comparer la précision des manipulations?

Merci beaucoup pour avoir vérifier mes autres résultats.

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:47

[Fe^{2+}]_{exp}= 8,7. 10^{-2} ~ mol/L

[Fe^{2+}]_{th}= 9,9. 10^{-2} ~ mol/L

L'écart peut se justifier par un dosage imprécis peut-être.

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 12:56

Oui evidemment, mais du coup, ai-je obtenu la solution désirée?

et surtout mon pourcentage d'erreur est-il trop grand ou puis-je seulement justifier en disant que lors des manipulations peut-on dire que nous avons fait des erreurs d'imprecision lors de la dilution ou de la dissolution?

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 13:01

As-tu calculé l'écart relatif ?

S'il est supérieur à 20% c'est qu'on n'a pas obtenu la solution désirée.

Ensuite, il faudrait calculer l'incertitude totale faite avec toutes les imprécisions possibles, à savoir :
* une incertitude sur la masse pesée pour faire la solution S ;
* une incertitude sur le volume de la fiole jaugée de 100 mL pour la solution S
* une incertitude sur la burette graduée pour effectuer le dosage ;
* une incertitude sur la zone de virage qui permet de dire que tu es à l'équivalence

Enfin, tout ça pour dire que ça fait un paquet d'incertitudes

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 13:08

Si l'écart relatif correspond au pourcentage d'erreur, alors oui je l'ai calculé et d'ailleurs je me suis trompée, j'ai inversé les valeurs. mon pourcentage d'erreur est de 1,2 % environ.

J'ai fais valeur théorique-valeur mesurée le tout divisée par valeur mesurée.

20%? tant que ça pour une solution comme ça?

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 13:09

12% encore la faute de frappe!

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 14:03

\epsilon = \dfrac{|[H_3O^+]_{th}-[H_3O^+]_{exp}|}{[H_3O^+]_{th}} = \dfrac{9,9.10^{-2} - 8,7.10^{-2}}{9,9.10^{-2}}= 12 \%

ça passe encore

Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 14:54

Dernière question, comment en faisant ce résultat, vous pouvez trouver 12% vu que vous n'avez pas multiplié par 100?
et sinon, sans multiplier par 100 quelle est l'unité du résultat? et pourquoi H3O+?

Et dernière petite chose, c'est un détail, mais ça me permettrait de mieux comprendre: le simple fait de calculer un pourcentage d'erreur (ou écart relatif) permet de coomparer [Fe2+]th et [Fe2+]exp? afin d'évaluer la précision des calculs? Il n'y a pas besoin de faire un encadrement ou quoi que ce soit d'autre?

Merci beaucoup pour votre aide!

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 14:58

Heu :

\epsilon = \dfrac{|[Fe^{2+}]_{th}-[Fe^{2+}]_{exp}|}{[Fe^{2+}]_{th}} = \dfrac{9,9.10^{-2} - 8,7.10^{-2}}{9,9.10^{-2}}= 12 \%  = 0,12 = 12/100 =  12%

C'est le fait d'enchaîner sur plusieurs topics en même temps qui peut engendrer cela .

En revanche, tu as fait une erreur, c'est bien 12%

Citation :
Et dernière petite chose, c'est un détail, mais ça me permettrait de mieux comprendre: le simple fait de calculer un pourcentage d'erreur (ou écart relatif) permet de coomparer [Fe2+]th et [Fe2+]exp? afin d'évaluer la précision des calculs? Il n'y a pas besoin de faire un encadrement ou quoi que ce soit d'autre?


Regarde la définition :



Posté par
Delphus
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 15:04

D'accord, tout est compris... Normalement!

Merci beaucoup pour votre aide, je pensais ne pas avoir trouvé la solution désirée, mais en fait si!

Bonne apres-midi à vous, et encore merci!

Posté par
gbm Webmaster
re : Préparation d'une solution de concentration donnée en ions. 01-03-15 à 15:27

Je t'en prie .

Tu pourras me tutoyer la prochaine fois !

A+



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