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Devoir de chimie : dosage colorimétrique
Bonjour,
J'ai une devoir de chimie portant sur le dosage colorimétrique.
Nous venons de commencer ce chapitre, je ne cherche pas à obtenir des réponses sans comprendre mais au contraire, être aiguillé sur le raisonnement.
M. Martin possède et puits et souhaiterait élargir son usage à sa consommation d'eau. Il décide cependant de faire analyser cette eau car il a entendu dire qu'il y a un surplus de fer dans quelques régions.
A l'aide des documents suivants fournis par les techniciens, rédigez un rapport concernant l'analyse de l'eau prélevée.
Vous y développerez votre protocole de dosage et conclurez quant à la possibilité pour M. Martin de consommer cette eau.
Document 1 : Effets sur l'organisme
Le fer est un composant de l'organisme, en petite quantité, il est bénéfique, notamment pour le sang. Un dosage faible (0,2 mg/L maximum) ne présente aucun risque pour la santé, mais au delà de cette limite, le fer devient rapidement dangereux.
Document 2 : Données
L'eau du puits sera diluée 10 fois.
Ensuite un dosage de 20 mL de cette eau diluée à l'aide d'une solution de permanganate de potassium (K+(aq)+MnO4-(aq)), de concentration
L'équation de support au dosage est :
L'ion permanganate MnO4-(aq) est rose, l'ion manganèse Mn2+(aq) est incolore.
Le volume équivalente est
M(Fe) = 56g/mol
Document 3 : Matériel disponible
- un échantillon d'eau du puits ;
- une solution aqueuse solution de permanganate de potassium (K+(aq)+MnO4-(aq)), de concentration
- 1 burette graduée ;
- 1 agitateur magnétique avec barreau aimanté ;
- 1 bécher de 100 mL ;
- 1 fiole jaugée de 100 mL, 1 fiole jaugée de 50 mL ;
- 1 pipette jaugée de 20,0 mL ; 1 pipette jaugée de 5,0 mL ;
- 1 pipeteur ;
- eau distillée.
Je ne cherche pas à recevoir une réponse toute faite sans rien comprendre, mais au contraire progresser sur ce type de devoir.
=> Par où dois-je commencer ?
Bonne soirée.
Krayz
Bonjour,
Tu peux commencer en calculant la quantité de matière ( en mol ) contenue dans les 12,0 mL de permanganate de concentration 2,00.10-3 mol/L qui ont servi au dosage.
Tu peux continuer en étudiant le réaction support du dosage, car maintenant que tu connais la quantité de matière ( en mol ) de permanganate utilisée, tu peux en déduire la quantité ( en mol ) d'ions Fe2+ qui étaient présents dans les 20 mL d'eau du puits (diluée) dosés.
Protocole :
Prélever 5 mL d'eau du puits avec une pipette, puis introduire le tout dans le jaugé de 50 mL. Puis remplir le jaugé avec une solution d'acide sulfurique diluée jusqu'au trait de jauge (de concentration peut-être 0.1 molaire ??). Bien agiter pour homogénéisé.
Prélever 20 mL de ce mélange avec une pipette puis mettre dans un bécher de 100 mL.
Remplir la burette de permanganate 0.002 M. Laisser couler goutte à goutte ce permanganate dans le bécher. Au début les gouttes roses se décolorent en tombant dans le liquide, car les ions Fe2+ qu'elle contient détruisent le permanganate. Mais quand on arrive à 12 mL, les gouttes ne se décolorent plus, et le liquide devient entièrement rose. A ce moment, tu rajouter un nombre de moles de permanganate de n = CV = 0.002 mol/L · 0.012 L = 2.4*10^{-5} mol.
En tirer le nombre de moles de fer Fe2+ qu'il y avait dans le bécher, donc la masse de fer, donc la masse de fer dans un litre d'eau du puits. Le résultat devrait être inférieur à 0.2 mg/L, pour que l'eau soit potable.
Excellent !
Tu as parfaitement compris la démarche à suivre et, cerise sur le gâteau, tu as même pallié un défaut de l'énoncé qui n'évoquait pas la nécessité d'acidifier le milieu réactionnel. Le choix du matériel et la description du dosage sont parfaits.
Il ne te reste plus qu'à mettre en œuvre ce que tu a écrit :
En tirer le nombre de moles de fer Fe2+ qu'il y avait dans le bécher, donc la masse de fer, donc la masse de fer dans un litre d'eau du puits. Le résultat devrait être inférieur à 0.2 mg/L, pour que l'eau soit potable.
et le tour est joué !
Dans le protocole, il est préférable de remplir le jaugé avec de l'eau distillée, ensuite une fois dans le bécher, ajouter une quantité d'acide sulfurique en excès ou de laisser comme j'ai écrit ?
n(Fe2+)=5n(MnO4-)
Donc, 1,2.10^{-4} moles de Fe2+ dans les 20mL analysés si j'ai pas fait d'erreur.
Laisse le comme tu l'as écrit.
Ainsi tu dilues 10 fois l'eau du puits et tu acidifies la solution en une seule opération.
OK pour 1,2.10-4 mol d'ions Fe2+ dans les 20 mL dosés.
On a trouvé 1,2∗10−4 moles de Fe2+ dans 20 mL dans l'eau dosée (celle de puits après dilution). Dans 1L d'eau dosée, proportionnellement (donc fois 50, car 50*20mL = 1L). Ca va me donner un nombre de moles par litre.
On a dilué l'eau du puits par un facteur 10, cette quantité dans 1L d'eau dosée il faut donc la multiplier par 10 ?? Ca me donne le nombre de mol par litre de fer dans l'eau du puits.
Je trouve 3,36 g/L dans l'eau du puits. Ca me parait beaucoup trop...
Je suis d'accord avec toi, le résultat est beaucoup trop grand.
A des concentrations pareilles l'eau est fortement colorée et même diluée 10 fois sa coloration qui se superpose à celle du permanganate rend le dosage improbable.
Mais ton calcul me semble exact et je pense qu'il faut chercher le défaut du côté des données de l'énoncé
Je vais me répéter :
A mon sens tu n'as fait aucune erreur.
De plus le dosage du fer à des concentrations de quelques dixièmes de mg/L ne se fait jamais par ce type de procédure qui est inadaptée.
C'est donc une invraisemblance de l'énoncé qui me semblait déjà être " foireux " car ignorant totalement la nécessité d'être en milieu acide pour ce type de dosage.
Je te conseille de rendre ton devoir avec tes calculs et ton résultat en mentionnant les invraisemblances et les lacunes présentes dans l'énoncé.
En ce qui concerne la dilution initiale de l'eau du puits, tu peux employer une autre méthode qui serait de faire la dilution avec de l'eau distillée et juste avant de commencer le dosage de rajouter dans le bécher quelques gouttes d'acide sulfurique concentré.
Concernant le protocole et concernant le matériel mis à disposition dans le document 3 est-ce que je dois laisser le jaugé ou écrire autre chose ?
En ce qui me concerne, j'utilise toujours le terme "jaugé" comme un adjectif et jamais comme un substantif.
Donc j'utilise par exemple "une fiole jaugée", "une pipette jaugée" et jamais " un jaugé "
mais ce n'est que mon avis ....
OK
Une chose est certaine :
Ce Monsieur Martin a drôlement bien été inspiré de faire analyser l'eau de son puits avant de la consommer.
Sa teneur en fer était de 16800 fois la teneur maximale à partir de laquelle sa santé était menacée !
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