Bonsoir,

La première réaction ( celle dont tu as écrit l'équation bilan ) a lieu entre les ions bichromate et l'éthanol.
L'éthanol est entièrement oxydé donc les ions bichromates sont en excès.

La deuxième réaction concerne l'excès d'ions bichromate de la première réaction et les ions iodure, cette réaction produit des molécules de diiode ( Couple I₂ / I^- )

La troisième réaction se produit entre les molécules de diiode issues de la deuxième réaction et les ions thiosulfates.

Les couples Ox / Red sont donnés : On peut écrire les équations bilan demandées.

***A toutes fins utiles : [lien] ***

Deuxième réaction

( Cr₂O₇^2- + 14 H₃O⁺ + 6 e^- = 2 Cr³⁺ + 21 H₂O )

3×( 2 I^- + 2 e^- = I₂ )
____________________________________________
Cr₂O₇^2- + 6 I^- + 14 H₃O⁺ ---> 2 Cr³⁺ + 3 I₂ +21 H₂O

Oui, c'est exact.
Le plus souvent, les ions H₃O⁺ sont simplifiés en ions H⁺ et la réaction s'écrit :

Cr₂O₇^2- + 6 I^- + 14 H⁺ ---> 2 Cr³⁺ +  3 I₂ + 7 H₂O

Ok mais je préfère écrire avec H₃O⁺

Troisième équation

S₄O₆^2- +2 e^- = 2 S₂O₃^2-

I₂ = 2 I^- + 2 e^-
___________________________________________
S₄O₆^2- + I₂ ---> 2 S₂O³ + I^-

b) Concentration de l'éthanol dans la solution S.

D'après le bilan molaire de la réaction d'oxydoréduction entre l'éthanol et les ions dichromate:

n(éthanol)/3=n(Cr₂O₇^2-)/2

n(éthanol)=(3/2)n(Cr₂O₇^2-)

n( éthanol)=(3/2)×C(Cr₂O₇^2-)×V(Cr₂O₇^2-)

n(éthanol)=(3/2)×8,22.10^-2×25×10^-3

n(éthanol)=3,0825.10^-3 mol

C(éthanol)=n(éthanol)/V_S

C(éthanol)=3,0825.10^-3/10^-2

C(éthanol)=0,31  mol/ L

Concentration de l'éthanol dans le distillat D.

On a : r=Ci/Cf =10

Ci=10 Cf => Ci=10×0,31

Ci=3,08 mol/L

c) degré alcoolique du vin

Pourquoi les ions bichromate sont en excès ?

L'énoncé indique :
" ....   on laisse  réagir pendant 45 min de façon que l'oxydation de l'éthanol soit complète "
L'éthanol est donc le réactif limitant et les ions bichromates sont en excès.

Le protocole décrit par l'énoncé peut être résumé en trois phases correspondant aux 3 réactions :

1) On fait réagir la totalité de l'éthanol contenu dans S avec un excès d'ions bichromate
2) On fait réagir l'excès d'ions bichromate  par un excès d'ions Iodure : Il se forme du diiode.
3) On titre le diiode formé par des ions thiosulfate.

Remarque : Je ne fais que répéter ici le contenu de mon post du 01-12-20 à 01:16

Pour répondre à la question b) il convient de "remonter" le processus en commençant par la fin :
* A partir du titrage on calcule la quantité de diiode.
* Connaissant la quantité de diiode on calcule la quantité de bichromate en excès
* On calcule la quantité initiale de bichromate, puis celle ayant effectivement réagi.
* On calcule la quantité d'éthanol, puis la concentration de cet éthanol dans S

Ok

Troisième réaction

S₄O₆^2- +2 e^- = 2 S₂O₃^2-

I₂ + 2 e^- = 2 I^-
__________________________________________
S₄O₆^2- + I₂ ---> 2 S₂O₃^2- + 2 I^-

Impossible !
Une réaction d'oxydo-réduction est la superposition d'une 1/2 réaction d'oxydation ( perte d'électrons) et d'une 1/2 réaction de réduction (gain d'électrons)

Dans chacune de tes 1/2 réactions les électrons apparaissent à gauche du signe " = " ce qui revient à dite que ce sont toutes les deux des 1/2 réactions de réduction.

L'énoncé indique que la réaction 3 se produit entre les molécules de diiode (I₂) et les ions thiosulfate (S₂O₃^2-) et il précise que les couples concernés sont S₄O₆^2-/S₂O₃^2-

Tu as donc tous les éléments voulus pour écrire correctement l'équation bilan de cette réaction.

Troisième réaction

2 S₂O₃^2- = S₄O₆^2- +2 e^-

I₂ + 2 e^- = 2 I^-
__________________________________________
2S₂O₃^2- + I₂ ---> S₄O₆^2- + 2 I^-

Cette fois c'est bon !

D'après l'équation bilan de la troisième réaction :

n(I₂)=n(S₂O₃^2-/2
=C×V
=0,5×11,2×10^-3
n(I₂)=5,6.10^-3 mol

Non.

n(S₂O₃) = 11,2.10^-3 * 0,5 = 5,6.10^-3 mol
n(I₂) = n(S₂O₃) / 2 = 5,6.10^-3 / 2 = 2,8.10^-3 mol

n(I2)=2,8.10^-3 lol

* Quantité de matière des ions dichromate restante

D'après l'équation bilan de la deuxième réaction :
n(Cr2O7^2-)_restante=n(I2)/3
=2,8.10^-3/3
n(Cr2O7^2-)_restante=9,3.10^-4

n(Cr₂O₇^2-)_consommée=n(Cr₂O₇^2-) _initiale-n(Cr₂O₇^2-) _restante
=25.10^-3×8,22.10^-2-9,3.10^-4
n(Cr₂O₇^2-) _consommée=1,125.10^-3

* Quantité de matière d'éthanol dans la solution S.

n _éthanol/3=n(Cr₂O₇^2-) _consommée/2
=> n _éthanol=(3/2)n(Cr₂O₇^2-) _consommée
=> n _éthanol=(3/2)×1,125.10^-3
=> n _éthanol=1,687.10^-3

Concentration d'éthanol dans la solution S.

C_S=n/V
=1,6875.10^-3/10.10^-3
C_S=0,17 mol/L

Concentration d'éthanol dans le distillat D.

r=C_D/C_S
=> C_D=r×C_S
=> C_D=10×0,16875
=> C_D=1,7 mol/L

Oui, tout cela est exact.

c) comment déterminer le dégré alcoolique du vin?

En appliquant la définition du degré alcoolique :

Le degré alcoolique d'un vin correspond au volume d'éthanol présent dans 100 mL de ce vin.

Oui mais là je ne vois pas comment déterminer la quantité d'éthanol se trouvant dans le vin.

Tu as déjà trouvé cette quantité : 1,6875 mol/L
A convertir en g/L puis en mL (d'éthanol) par L(de vin)

C=1,6875mol/L

Cm=C×M
=1,6875×46
Cm=77,625 g/L

Il y a 77,625 g d'éthanol dans 1L de vin .

V=m/
=77,625/789
V=0,0984 L

d=9,84%

Masse volumique de l'éthanol : 0,789 g / mL

77,625 g d'éthanol dans 1L de vin équivalent à 7,7625g d'éthanol dans 100 mL de vin
Le volume occupé par  7,7625g d'éthanol est égal à 7,7625 / 0,789 = 9,84 mL

100 mL de ce vin contiennent 9,84 mL d'éthanol ce qui d'après la définition du degré alcoolique (voir mon post du 07-12-20 à 19:47) en fait un vin de 9,8° et non 9,8%

D'accord

Je me demande à quoi servent le volume de vin (50 cm³) et le volume de distillat D donnés par l'énoncé.

A quoi servent ces données ?

Elles ne font que décrire le protocole expérimental suivi pour que la totalité de l'éthanol du vin se retrouvent dans le distillat et n'interviennent pas dans le calcul du degré alcoolique de ce vin.

D'accord merci !