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Dosage potentiométrique

Posté par
sora03
01-04-20 à 11:39

Bonjour , alors voilà j'ai un problème avec une partie de ma deuxième question , en fait pour calculer le potentiel pour un volume de 10 mL .
Voilà ce que j'ai fais pour le moment : le volume de 10 mL correspond au volume à l'équivalence .Voici l'équation de la réaction : 2Fe3+   + Sn²+ =  Sn4+    +      2fe²+    
Je sais qu'à l'équivalence , les réactifs ont été introduits en proportions stœchiométriques on a donc concentration de Fe3+=2Sn²+ et Fe2+=2Sn4+. Pour calculer mon potentiel je sais que je dois utiliser l'électrode de ref mais je ne sais pas comment intégrer le potentiel du fer et du Sn .  Merci

On désire suivre par potentiométrie l'évolution d'une solution de chlorure d'étain (II) dans laquelle on
ajoute progressivement du chlorure de fer (III) en milieu très acide.
1. Faire un schéma du montage envisagé. Combien d'électrodes sont nécessaires ? En préciser la nature
et le rôle.
2. À un volume V0 = 20,0 mL de chlorure d'étain (II) à c0 = 0,100 mol · L−1
, on ajoute progressivement
une solution de chlorure de fer (III) à c = 0,400 mol · L−1 et on note V le volume versé.
• Donner la valeur numérique de la force électromotrice de la pile ainsi constituée pour les valeurs
de V suivantes : 5,0 mL, 10,0 mL, 15,0 mL et 20 mL, en justifiant l'emploi des relations utilisées.
• Tracer l'allure de E = f(V ).

3)Quelles doivent être, à votre avis, les propriétés d'un indicateur rédox pour réaliser un dosage colorimétrique ? Parmi les indicateurs rédox proposés ci-dessous, quel est celui qui conviendrait pour réaliser colorimétriquement le dosage décrit précédemment.
indicateur                                                    couleur                            (Ox/Red) E◦(V )
rouge neutre                                            rouge/incolore               0, 24
bleu de méthylène                                bleu pâle/incolore        0, 52
diphénylamine                                         violet/incolore               0, 76
acide N-phénylanthranilique           rouge/incolore             0, 89
On donne : E◦(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V, E◦(Sn4+/Sn2+) = 0,13 V et pour l'E.C.S : Eref = 0,24 V.

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 11:52

Bonjour,

Je suppose que vous avez déjà fait le 1. Quelles électrodes avez-vous prises ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 11:55

J'ai pris une électrode de platine et une électrode au calomel saturé

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:01

OK, c'est bien cela, et que sait-on du potentiel d'une électrode de platine, inattaquable, plongée dans une solution contenant des espèces formant un couple redox ?  

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:07

On sait que l'électrode de platine va nous permettre de mesurer le potentiel de Nernst des couples Fe3+/Fe2+ et Sn4+/ Sn2+

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:09

Pardon mon pc a beugé

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:32

"On sait que l'électrode de platine va nous permettre de mesurer le potentiel de Nernst des couples Fe3+/Fe2+ et Sn4+/ Sn2+"

Tout est dans le "et" : on utilise l'un ou l'autre selon les concentrations connues et les deux à l'équivalence.

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:36

oui je vois alors est ce que c'est ça que j'ai :

delta E= E(Fe3+/Fe2+) +E(Sn4+/Sn2+) -E ref ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:42

Mais à l'équivalence Fe3+ et Sn2+ sont absents du milieu donc E(fe3+/fe2+) est en fait égale au potentiel standard E°(fe3+/fe2+) est ce correcte et idem pour Sn ?

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:43

"le potentiel de Nernst des couples Fe3+/Fe2+ et Sn4+/ Sn2+" qui est juste ne veut pas dire la somme mais E(électrode pt)=E(Fe)=E(Sn)

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 12:48

E=E^o+0,06 \log\frac{\epsilon}{c} \neq E^o

C'est là que le "et" intervient, si E=E(Fe)=E(Sn) à quoi d'autres est égal E, permettant en particulier de se débarrasser de  \epsilon ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:12

E=-E ref ?

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:14

E=E(Fe)=E(Sn)=( a \cdot E(Fe)+b \cdot E(Sn) )/(a+b)

Il reste à choisir a et b pour se débarrasser de \epsilon

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:16

c'est en rapport avec les coefficients c'est bien ça ?

Si c'est le cas je dirai que a=2 et b=1

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:37

J'aurai plutôt dit l'inverse ...

Que donne comme résultat détaillé ( a \cdot E(Fe)+b \cdot E(Sn) )/(a+b)
avec a=1 et b=2 ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:48

(1*E(FE)+2*E(Sn))/(3) soit environ  0.34

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:49

Mais j'ai du mal à comprendre pourquoi la l'électrode de réf n'intervient pas

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 13:59

Ne pas oublier le symbole de standard, sinon votre résultat est une tautologie.

L'électrode ref intervient dans la mesure, le voltmètre va mesurer E(Pt)-E(ref).

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 14:04

  "Ne pas oublier le symbole de standard, sinon votre résultat est une tautologie."D'accord, et du coup alors pour terminer mon calcul je fais 0.34 -0.244 ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 14:48

Le potentiel de ma solution à l'équivalence du coup c'est environ 0.10 V

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:09

0,10 V n'est pas le potentiel de la solution mais la différence de potentiel mesurée par le voltmètre.

Sinon, il faudra justifier que \frac{E(FE)+2 \cdot E(Sn)}{3}=\frac{E^o(FE)+2 \cdot E^o(Sn)}{3} à l'équivalence.

Que vaut E pour disons 5 mL ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:16

Je vous met tout le calcul que j'ai fais :

delta E = E(Sn4+/Sn2+)-Eref
j'ai calculer E(Sn4+/Sn2+) = E°(Sn4+/Sn2+)+(0.06/2)log(5/(10-5))

et du coup delta E=-0.114 V

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:18

Mais justement ici , on me demande de donner la valeur numérique de la différence de potentiel E de la pile : "0,10 V n'est pas le potentiel de la solution mais la différence de potentiel mesurée par le voltmètre"

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:22

Donc 0,10 V est bien la réponse à la question, mais ce n'est pas le potentiel de la solution.


"E(Sn4+/Sn2+) = E°(Sn4+/Sn2+)+(0.06/2)log(5/(10-5)) "

C'est bien censé être le potentiel pour 5 mL, donc avant l'équivalence ?

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:26

Oui c'est le potentiel de l'électrode de platine avant l'équivalence

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:31

C'est bien cela, donc a priori c'est bien compris et vous devriez pouvoir calculer les autres potentiels.

Posté par
sora03
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 15:40

Merci

Posté par
Drogba
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 17:05

bonjour,

je peux savoir pourquoi on utilise long(5/10-5) sil vous plait ?
merci.

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 17:20

Il faut calculer \log \frac{(Sn^{4+})}{(Sn^{2+})}, comme c'est un rapport, on peut prendre toute grandeur proportionnelle à la concentration.

On peut déjà raisonner en quantité de matière et oublier le volume.
La quantité initiale de Sn2+ est proportionnelle au volume d'équivalence (10 mL).
La réaction étant quasi totale, la quantité de Sn2+ qui disparait (et celle de Sn4+ qui apparait) est proportionnelle au volume versé de Fe3+ (5 mL).  

Posté par
Drogba
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 18:20

D'accord merci.
Mais quand je fais Delta E= E°(Sn4+/SN2+) + (0,06/2)log(sn4+/sn2+)
Ca me donne delta E= 0,13 je comprends pas

Posté par
Drogba
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 18:20

pour 5ml

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 18:27

Ce que vous avez calculé c'est E potentiel de l'électrode de Pt qui vaut bien 0,13 V.

La tension mesurée par le voltmètre est E-E(ref)=0,13-0,24=-0,11 V

Posté par
Drogba
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 18:33

ah je vois ! merci beaucoup

Posté par
Drogba
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 19:33

si j'ai bien compris, pour 15mL après équivalence :
Ept = E°(Fe3+/Fe2+) + 0,06 log(Fe3+/Fe2+)
le log donne log (15/10-15) ce qui donne 0 ?

Posté par
gts2
re : Dosage potentiométrique 01-04-20 à 19:56

Je suppose qu'il manque des parenthèses ...
On verse 15 mL de Fe3+, on sait qu'il y en a 10 qui ont servi au dosage et se sont transformés en Fe2+. Donc (Fe^{3+})\propto (15-10) et  (Fe^{2+})\propto 10 soit  \frac{(Fe^{3+})}{(Fe^{2+})}=\frac{15-10}{10}=0,5.

log (15/10-15)= log (x<0) ?? et log (15/(10-15))  idem, cela ne fait pas zéro mais c'est indéfini.



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