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Dosages

Posté par
Virlette
26-02-09 à 11:08

Bonjour à toutes et à tous,

J'ai un exercice de chimie et j'ai une question qui me bloque. Elle paraît toute bête mais je ne trouve pas la réponse.. Un peu d'aide serait la bienvenue

Pourquoi ne peut-on pas négliger les ions spectateurs dans l'étude conductimétrique?

En vous remerciant

Posté par
Virlette
re : Dosages 26-02-09 à 11:23

Désolée mais je viens de m'apercevoir que la suite de l'exercice m'embrouille un peu.
Je vous donne les données de l'exercice pour que ce soit plus clair :

On cherche la concentration Ca d'une solution d'acide bromhydrique H3O+ + Br-
Réactif titrant: hydroxyde de potassium K+ + OH- (potasse) avec Cb=5,0.10^-1 mol/L
V est le volume de potasse versé à un instant donné
Ve est le volume équivalent
Va d'acide bromhydrique=250mL

1) Dites pourquoi on ne doit pas négliger les ions spectateurs.
2) Donner, en fonction des volumes et concentrations adéquates, les expressions littérales des quantités de matière nK+ et nBr- présentes dans l'erlenmeyer à un instant donné.
3) Soient na et nb le nombre de moles d'acide bromhydrique et de potasse APPORTEES dans l'erlenmeyer à un instant donné du dosage. Exprimer na et nb en fonction des volumes et concentrations appropriés. Ecrivez alors la relation entre Ca, Va, Cb et Ve définissant l'équivalence.

Voilà pour l'instant je mets ces trois questions.
Donc la 1) je ne sais pas.
2) Je pensais que comme la concentration en ions Br- reste constante, alors n(BR-)=Ca*Va et n(K+)=Cb*(V+Va) mais je ne suis pas sûre.
3) Ici je suis perdue parce que ce APPORTEES est écrit en italique dans mon énoncé donc je suppose que c'est important. Je suis un peu troublée par ces "apportées" ou encore "versés"...

Je vous remercie d'avance

Posté par
coriolan
re : Dosages 26-02-09 à 11:29

tout simplement parce que la conduction est assurée par toutes les espèces ioniques présentes dans la solution .
Les ions indifférents sont même les seuls à assurer la conduction dans certains cas.
Par exemple,si on dissout du NaCl dans de l'eau,la conduction est assurée par Na+  et Cl-.Les ions OH- et H3O+ ,provenant de l'autoprotolyse de l'eau sont,généralement, en qté n'égligeable par rapport à Na+ et Cl-

Posté par
Virlette
re : Dosages 26-02-09 à 11:31

Ahh d'accord c'était tout bête... Merci beaucoup!

Posté par
coriolan
re : Dosages 26-02-09 à 11:43

la qté de K+ apportée est Cb.V  
la qté de Br- est CaVa
la qté d'acide apportée (=versée) est Ca.Va
la qté de potase apportée est Cb.V
A l'équivalence na=nb soit CaVa=CbVe

Remarque .La Qté de matière en Br- est constante ,puisque la totalité de HBr est versée dans le bécher,mais sa concentration varie,puisque le volume augmente au fur et à mesure de l'ajout de OH-
[Br-]=Ca.Va/(Va+V)    

Posté par
Virlette
re : Dosages 26-02-09 à 12:55

Okay j'ai compris! Merci beaucoup!

Posté par
Virlette
re : Dosages 26-02-09 à 13:35

Désolée de vous déranger mais je suis rebloquée...
On me demande d'écrire l'expression littérale puis numérique de avant et après équivalence. Je sais que =i+[Xi] mais je n'arrive pas à continuer car je ne sais pas quels ions il faut que je mette.

Br-=8,0 mS.m²/mol  K+=4,0 mS.m²/mol  OH-=20 et H3O+=35

En vous remerciant

Posté par
Virlette
re : Dosages 26-02-09 à 16:17

S'il vous plaît si quelqu'un pouvait me donner des pistes pas forcément les réponses ce serait gentil

Posté par
coriolan
re : Dosages 26-02-09 à 19:00


il faut procéder en 2(ou3)étapes
1)Faire l'inventaire des ions présents à un moment donné
2)exprimer les qtés de matière de ces ions
3)exprimer leur concentration

on mélange des solutions qui contiennent H3O+ ,Br-,OH-,K+

1er cas: Avant l'équivalence
tous les ions OH- introduits réagissent avec  des H3O+
inventaire des ions
H3O+ n'ayant pas réagi
Br- apportés par l'acide
K+ apportés par la base
On néglige les OH- provenant de l'autoprotolyse de l'eau ,devant les autres qtés de matières

qtés de matière
n(H3O+)restant=n(H3O+)initial-n(H3O+)ayant réagi=n(H3O+)initial-n(OH-)introduit=CaVa-Cb.Vb
n(Br-)=CaVa
n(K+)=CbVb

Concentrations des espèces précédentes
on divise les qtésde matière précédente par le volume total ,soit Va +Vb
On reporte ces différentes concentrations dans l'expression de

2ème cas
Après l'équivalence
Essaie décomposer le problème comme précédemment
Attention,cette fois ,ce seront les OH- qui seront en excès

Posté par
Virlette
re : Dosages 26-02-09 à 20:20

Ah d'accord! Mais le problème est qu'après il faut déduire l'expression numérique et Vb est une variable... par quoi dois-je le remplacer? Je ne sais pas si ça aide mais dans l'énoncé il y a écrit "Ve a été mesuré au 1,5", cependant je ne sais pas ce que ça veut dire

Alors après équivalence, les ions H3O+ sont totalement consommés et seules les quantités d'ions OH- et K+ augmentent... je suis perdue! Je ne plus faire de soustraction puisque plus rien ne peut disparaître, alors que dois-je faire? Je pars de nf(OH-)=ni(OH-)+.... et je ne sais pas. Si vous avez la gentillesse de m'aider un peu plus, bien que je sois très reconnaissante de ce que vous avez déjà fait pour moi, votre aide est la bienvenue

En vous rerereremerciant

Posté par
Virlette
re : Dosages 27-02-09 à 22:22

S'il vous plaît si quelqu'un peut m'aider je ne comprends pas...

Posté par
122155
re : Dosages 27-02-09 à 23:14

salut:
d'après la réaction de ce dosage :
H3O+ +HO-  -----> 2H2O
avant l'équivalence la solution est acide  Ca.Va>Cb.V:
ds le mélange n(H3O+)=Ca.Va-Cb.V
les ions HO- se consomment dès leur introduction ds le mélange.
conductivité de la solution :
\sigma=\lambda_{(H_3O^+)}.\frac{C_a.V_a-C_b.V}{V_a+V}+\lambda_{(Br^-)}.\frac{C_a.V_a}{V_a+V}+\lambda_{Na^+}.\frac{C_b.V}{V_a+V}

tu remplaces les grandeurs par leurs valeurs sauf le volume de soude V il varie au fure et à mesure que le dosage se déroule.

après l'équivalence la solution est basique  Cb.V > Ca.Va:
ds le mélange n(HO-)=Cb.V-Ca.V
tous les ions H3O+ de la solution acide sont neutralisés par la soude et le mélange contient excès des ions HO-.
conductivité de la solution :
\sigma=\lambda_{(HO^-)}.\frac{C_b.V-C_a.V_a}{V_a+V}+\lambda_{(Br^-)}.\frac{C_a.V_a}{V_a+V}+\lambda_{Na^+}.\frac{C_b.V}{V_a+V}

tu remplaces les grandeurs par leurs valeurs sauf le volume de soude V il varie au fure et à mesure que le dosage se déroule.

Posté par
Virlette
re : Dosages 28-02-09 à 09:14

Ahhh ok merci beaucoup!

Posté par
Virlette
re : Dosages 01-03-09 à 11:37

Pour avant l'équivalence, je trouve:
=(2,2-17,5V)/V+0,25 Je trouve ça assez bizarre non?

Pour après l'équivalence, je trouve:
=(10V+2,0)/V+0,25... là aussi étrange.

Puis ensuite on me demande de tracer le graphique de en fonction du volume V... je dois remplacer V par n'importe quelle valeur c'est ça? Mais alors à ce moment là je crois que mes calculs sont faux...

Si vous avez la gentillesse de vérifier mon résultat, je vous serais très reconnaissante
Merci d'avance

Posté par
Virlette
re : Dosages 03-03-09 à 11:01

Pourriez-vous me dire si ma réponse est juste svp? Car j'ai réessayé de faire le calcul et je trouve ce résultat qui me semble pourtant assez surprenant.

Merci

Posté par
122155
re : Dosages 03-03-09 à 12:05


attention aux unité:
or:
Br- =8,0 mS.m²/mol =8,0.10-3 S.m2/mol ,
K+ =4,0 10-3 S.m²/mol  
OH- = 20 10-3 S.m²/mol
et H3O+ =35.10-3 S.m²/mol
donc:
cb=0,5mol/L=0,5.10-3 mol/m3
Va=250mL=0,25L=0,25.10-3 m3
la concentration :  ca : n'est pas donnée?

Posté par
coriolan
re : Dosages 03-03-09 à 18:18

salut 122155
juste une rectification
0,5mol/L= 0,5.103 mol/m3

Posté par
Virlette
re : Dosages 06-03-09 à 10:44

Ah oui bien sûr merci ! Donc je pense avoir trouvé le résultat puisque lorsque je remplace, je trouve les valeurs qui sont données précedemment dans l'exercice !
Je mettrai sûrement mon exercice suivant auquel je ne comprends rien très prochainement sur le même post

Encore mille mercis !!

Posté par
Virlette
re : Dosages 06-03-09 à 12:23

Comme prévu, je n'ai absolument rien compris à l'exercice suivant. Si vous pouviez m'aider, ce serait très gentil

En pharmacie, l'eau oxygénée est vendue avec la mention "eau oxygénée à 30 volumes". C'est sa concentration Cr dans une drôle d'unité. Cela signifie que, dans les conditions normales de température et de pression (T=25°C et p=1013 hPa), 1L d'H2O2 peut par dismutation produire 30L d'O2. Vérifions tout cela...
On réalise le dosage d'un volume V=20,0 mL d'une solution de cette eau oxygénée commerciale diluée 100 fois (concentration Cr'). La burette contient une solution de permanganate de potassium (acidifiée) K+ + MnO4- de concentration C0=2,0.10-² mol/L.
Le volume de permanganate de potassium versé à l'équivalenc est Ve=10,0 mL.

Il y a également un tableau en bas de l'exercice:
Nom et aspect de l'oxydant      oxydant   réducteur   Nom et aspect du réducteur
ion permanganate (violet)        MnO4-      MnO2      dioxyde de manganèse (marron)
ion permanganate (violet)        MnO4-      Mn2+      ion manganèse (incolore)
eau oxygénée (liquide incolore)  H2O2       H2O       (je suppose eau (mousse blanche))
(dioxygène (mousse blanche))     02         H2O2      eau oxygénée (liquide incolore)
ion potassium (incolore)         K+         K         potassium métallique (solide gris)

1) Qu'observez-vous?
Vu que je n'ai pas fait l'expérience je ne sais pas.
2) Identifier les couples rédox mis en jeu et interprétez complètement les observations. Vous expliquerez pourquoi la réaction inverse est impossible.
Je sais qu'il y a H2O2/H20 et après entre les deux ions permanganate je ne sais pas.
3)Demi équation et équation bilan (pour ça il me faut les couples).
4)Ecrire la relation mathématique qui définit l'équivalence. En déduire Cr' puis Cr.
Ici le tableau d'avancement me semble la solution.
5) Montrez alors que l'H202 vendue à la pharmacie est bien à "30 volumes".
Ici je ne sais pas.

En fait, une piste pour la question 1 me semble la solution à mes problèmes.
D'avance, je vous remercie

Posté par
Virlette
re : Dosages 11-03-09 à 16:40

Si quelqu'un peut m'aider svp ça serait gentil

Posté par
Virlette
re : Dosages 14-03-09 à 08:40

S'il vous plaît pouvez-vous m'aider je ne comprends vraiment pas. Merci d'avance

Posté par
Kaela
re : Dosages 14-03-09 à 10:03

je te fais les premières questions

1) c'est un T.P sur la colorimétrie avec pour observable la couleur de la solution.On observe à l'équivalence , un changement de couleur ( la solution devient incolore)

2) K/K+ ( ions spectateurs )
H2O2/02
MnO4-/Mn2+

H202    =   02 + 2H+ + 2e-

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O

MnO4- + 4H+ + 3e- = MnO2 + 2 H20
( couleur marron)
Le mot-clé t'aidant à répondre à cette question est incolore.

4) effectivement tableau d'avancement

5 H2O2 + 2MnO4- + 6H+ ---> 2Mn2+ +5O2 + 8H2O

soit à l'équivalence  2 Co . Ve = 5 Cr' .V ( tu peux la développer)

Lors du changement de couleur , on dit il y a équivalence : les réactifs mis en présence sont dans les conditions stoéchiomètriques, proportionnels aux coefficients de l'équation bilan.

tu peux calculer Cr' puis Cr ( avec le facteur de dilution)

5) déduis-le

Posté par
Virlette
re : Dosages 14-03-09 à 13:07

D'accord,
Mais pourquoi la réaction inverse n'est pas possible? Là je ne comprends pas.

4) C0Ve/2=Cr'V/5 d'où Cr'=(5C0Ve)/2V=0,025 mol/L
Ensuite F=Cr/Cr' donc Cr=F.Cr'=2,5 mol/L

C'est ça?
Pour la 5), je ne vois pas comment on peut le montrer.
Merci en tout cas pour ton aide précédente

Posté par
Kaela
re : Dosages 14-03-09 à 15:25

la réaction inverse est impossible car cela signifie inverser les réactifs et les produits or la seule entité chimique qui est incolore est Mn2+

5) 9% correspond à 30 volumes , ceci correspond au pourcentage massique

1L d'H2O2 peut par dismutation produire 30L d'O2.



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