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Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2

Posté par
lulunb
28-01-21 à 12:51

Bonjour il y a une étape d'un TP de chimie que je ne comprends pas.
On a réalisé la synthèse du chlorure de pentaamminechlorocobalt(III).
On veut ensuite le doser pour vérifier la formule du complexe.
Pour cela on décompose le produit.
Voici le mode opératoire:

On détruit à chaud une quantité déterminée m1 de sel complexe par une solution de soude afin de précipiter l'oxyde de cobalt (III) Co2O3 et libérer l'ammoniac.

- Dans un erlenmeyer rôdé de 250 mL, introduire 100 mL d'hydroxyde de sodium à 10 % et une masse de complexe à doser de l'ordre de 500 mg (quelle balance utiliser ?).
- Dans le flacon laveur B, introduire 200,0 mL d'acide chlorhydrique de
concentration Ca précise voisine de 0,100 mol/L (relever Ca) .
- Graisser les rodages, clipser les bouchons des tubes à dégagement pour que le
montage soit étanche.
Chauffer l'erlenmeyer (plaque th 7) en observant le débit gazeux dans le flacon laveur. Poursuivre le chauffage pendant quelques minutes après ralentissement du débit gazeux. Il n'est pas facile de visualiser la modification du débit, le chauffage à ébullition dure environ 25 minutes.
- Avant d'arrêter le chauffage, débrancher le tuyau au niveau du point C (utiliser un chiffon pour ne pas se bruler). Laisser refroidir la solution, un solide marron se dépose, c'est l'oxyde de cobalt(III) Co2O3.

Je ne comprends pas comment le procédé, quelqu'un peut-il m'expliquer svp?
Merci!

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 28-01-21 à 13:03

Bonjour,

A ce que je comprends : la réaction est
complexe + NaOH -> 1/2 Co2O3 (s) + 5 NH3 (g) + ...

Le flacon valeur va permettre, par dosage de HCl, de déterminer la quantité d'ammoniac.
La pesée de Co2O3 de déterminer la quantité de cobalt.

Et donc en comparant les deux de vérifier le 5 de pentaammine.

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 28-01-21 à 13:17

Ok je vais réfléchir je te redis.
Merci de ta réponse!

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 28-01-21 à 19:44

Ok j'ai compris.

Maintenant je dissous l'oxyde de cobalt (III) Co2O3 en milieu acide et j'ajoute 3g de KI.
Les ions cobalt(III) libérés oxydent les ions iodures introduits en excès.
Je veux doser les ions triiodure formés par une solution étalon de thiosulfate de
sodium en présence d'empois d'amidon.

Comment j'en déduis la réaction entre l'oxyde de Cobalt et les ions I-?
Méthode des nombres d'oxydation?

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 28-01-21 à 19:48

Ca donne Co2O3 + 3I- + 6H3O+ ---> 2Co2+ + I3- + 9H2O ?

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 28-01-21 à 20:21

Je me demandais est ce que j'ai la même quantité de matière de Co2O3 que de Co dans le complexe que j'ai décomposé?
(Si besoin je peux vous donner plus d'informations sur le tp que j'ai fait)

Merci

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 28-01-21 à 20:24

Co2O3 + 3 I- + 6 H3O+ ---> 2 Co2+ + I3- + 9 H2O

(plus lisible non ?)
Cela a l'air correct, mais plus lisible (en n.o.)  avec
Co2O3 + 2 I- + 6 H+ ---> 2 Co2+ + I2 + 3 H2O
(on voit 2 Co qui change de -I et 2 I qui change de +I)

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 18:46

Oui mais dans le TP on dit: On dose les ions triiodure formés par une solution étalon de thiosulfate de sodium en présence d'empois d'amidon!

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 18:47

Mais du coup j'ai un doute parce que l'amidon c'est pour le diiode non? :/

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 19:18

Mon écriture était plus lisible en terme redox (on passait de I- (no=-I) à I2 (no=0)), alors qu'avec la votre sur les 3 I-, 2 changeait de no et un restait tel quel.

Ceci étant, la votre est plus "chimique", I2 en présence de I- donne en effet le triiodure.

L'amidon permet bien de repérer la présence de diiode en présence d'iodure, donc le triiodure.
L'équilibre I2 + I- = I3- montre bien l'équivalence entre doser I2 et doser I3-.

Posté par
vanoise
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 19:36

Bonsoir à tous,
Un petit complément au dernier message de gts2 concernant le diiode. Le diiode est un solide très peu soluble dans l'eau à laquelle il donne une couleur violette très pâle : solubilité de seulement 1,3.10-3mol/L à 25°C. Le diiode solide est en revanche très soluble dans une solution de iodure de potassium car il se complexe de façon quasi totale en ions triiodure qui donnent à la solution une coloration variant du jaune au brun en fonction de la concentration.
Il me semble donc largement préférable et beaucoup plus réaliste de faire figurer les ions triiodure dans les équations bilans. Cela n'empêche pas de garder à l'esprit que deux des trois éléments I ont pour nombre d'oxydation zéro et le troisième (-I).

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 21:24

D'accord et on me demande si c'est un dosage direct/indirect ou en retour?
je pense que c'est indirect car on détermine la concentration en Co2O3 avec le thiosulfate par l'intermédiaire du diiode.
Est-ce un dosage en retour sinon? Quel est la différence?

Merci encore pour votre aide!

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 22:08

Et j'ai aussi une autre question en rapport avec le premier message que j'ai posté auquel gts  à répondu:

Posté par  gts2  28-01-21 à 13:03
Bonjour,

A ce que je comprends : la réaction est
complexe + NaOH -> 1/2 Co2O3 (s) + 5 NH3 (g) + ...

Le flacon valeur va permettre, par dosage de HCl, de déterminer la quantité d'ammoniac.
La pesée de Co2O3 de déterminer la quantité de cobalt.

Et donc en comparant les deux de vérifier le 5 de pentaammine.


Comment on retrouve qu'il y a bien 5 NH3 avec les quantités obtenues?
Je ne vois pas clairement comment noter la réaction acido basique.  
Combien y a t'il d'inconnues et comment donc écrire cette réaction avec ces inconnues?

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 29-01-21 à 23:23

Le début du dosage indirect et en retour est le même : on verse dans la solution de l'espèce inconnue 1 (ici Co2O3), un excès de titrant 2 : ici I-.
On dose ensuite par un titrant 3 :
Si on dose l'excès de  I-, c'est un dosage en retour
Si on dose le résultat du premier dosage (ici I3-), c'est un dosage indirect.

Citation :
Comment on retrouve qu'il y a bien 5 NH3 avec les quantités obtenues ?

Vos deux dosages vont vous donner la quantité de Co d'une part, de NH3 de l'autre. Il suffit de vérifier qu'il y a 5 plus de NH3 que de Co.

Citation :
Je ne vois pas clairement comment noter la réaction acido basique.

Vous faites réagir NH3 ("libérer l'ammoniac") sur HCl ("flacon laveur ... acide chlorhydrique"), je ne vois pas où est la difficulté.

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 13:04

OK j'ai encore une question

Je reprends:
l'oxyde de cobalt est dissous en milieu acide et les ions cobalt III libérés oxydent les ions iodures introduits en excès. On dose ensuite les ions triiodure formés par une solution étalon de thiosulfate de sodium en présence d'empois d'amidon.

---> question: Pourquoi doit-on ajouter les anions iodure avant l'acide chlorhydrique sur l'oxyde de cobalt (III) ?

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 13:20

Je n'ai pas l'impression que l'ordre ait de l'importance. J'ai même l'impression que c'est "en même temps" : on ajoute une spatule de KI donc solide donc ne réagit pas et ensuite quand on verse l'acide chlorhydrique cela dissous simultanément KI et Co2O3.

Mais je peux me tromper.

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 13:49

Bonjour gts2

En faite la question n'est pas de moi, on me demande dans le bilan de TP d'expliquer pourquoi il est important d'ajouter les anions iodures avant l'acide chlorhydrique sur le l'oxyde cobalt III.
Mais je n'ai pas vraiment d'idée...

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 13:52

Mais tu donnes peut-être la réponse involontairement: cela permet de dissoudre les ions iodures?

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 14:13

Pourquoi pas ? Mais on aurait pu dissoudre Co2O3 puis ajouter une solution d'iodure, je ne pense pas que cela changerait quelque chose.

Posté par
vanoise
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 14:20

Citation :

Je n'ai pas l'impression que l'ordre ait de l'importance. Mais je peux me tromper.

La réponse à la question de lulunb se trouve en examinant le diagramme de Pourbaix de l'élément cobalt. On y remarque que le domaine de prédominance de l'ion Co3+ est nettement au-dessus du domaine de stabilité de l'eau ; L'ion Co3+ est donc instable dans l'eau : il tend à se réduire en ions Co2+. Pour éviter cette réduction par l'eau, il faut introduire  des ions iodure avant la formation des ions Co3+ de façon que les ions Co3+ soient réduits par les ions iodure. En effet, bien que les constantes de réaction de Co3+ sur I- et sur H20 soient toutes les deux grandes devant 1, la réaction sur les ions iodure est cinétiquement favorisée.

Posté par
vanoise
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 16:14

Au cas où lulunb ne serait pas très à l'aise avec l'interprétation des diagrammes de Pourbaix, on peut s'en sortir avec la comparaison des potentiels standard et la règle du gamma. On voit bien que les deux réactions de réduction des ions cobalt(III) sont possible mais qu'en présence d'ions iodure, la réaction prédominante est la réduction par les ions iodure par l'écart de potentiels standard est nettement plus élevé. On peut donc négliger la réaction des ions cobalt(III) sur l'eau si des ions iodure sont présents.

Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 17:19

Merci Vanoise!

Posté par
lulunb
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 18:00

Ok maintenant après que l'ammoniac libéré lors de la destruction du complexe ai barboté dans une solution d'acide chlorhydrique introduite en excès je fait le dosage conductimétrique de la solution NH4+ +H3O+ obtenue par une solution de soude.

C'est encore une fois un dosage indirect j'imagine?

Posté par
gts2
re : Décomposition du [Co(NH3)5Cl]Cl2 31-01-21 à 18:23

C'est un dosage indirect ET en retour !
Si vous utilisez ce dosage pour déterminer NH4+, c'est un dosage indirect (vous avez transformé NH3 en NH4+ et vous dosez NH4+), si vous déterminez H+, c'est un dosage en retour  (vous dosez la quantité de H+ qui reste après réaction sur NH3).



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