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Notion d'équivalence

Posté par
Mathieu85
21-11-20 à 20:47

Bonjour, pouvez vous m'aidez s'il vous plait, je bloque sur une question, merci d'avance.

Présent dans certains végétaux, l'acide oxalique C2O4H2 a de nombreuses utilisations. En solution aqueuse, il est vendu comme nettoyant.
Une solution commerciale d'acide oxalique indiquée « 50 g.L-1 » est titrée à l'aide d'une solution acidifiée contenant des ion permanganate MnO4- de concentration
c1 = 5,00 x 10-2 mol.L-1.
Les couples mis en jeu dans cette réaction sont :
    • MnO4- / Mn2+
    • CO2 / C2O4H2

La seule espèce colorée est l'ion permanganate qui est de couleur violette.

Question : L'état final est atteint lorsqu'on atteint l'équivalence. Définir l'équivalence et donner la relation entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence.

Je ne vois pas comment définir l'équivalence, pourriez vous me donner une piste s'il vous plaît ...

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 21-11-20 à 21:00

Bonjour,

L'équivalence est atteinte lorsque les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 21-11-20 à 21:15

Bonjour,

Ah d'accord, je croyais qu'il fallait donner une valeur ... Merci pour votre réponse !

Et donc pour donner la relation entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence, si je me trompe pas, ce serait : nC204H2 / 5  =  nMn04 / 2  (j'avais dressé le tableau d'avancement précédemment).
Ma réponse est-elle juste ?

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 01:24

Ecris moi au moins l'équation bilan si tu veux que je vérifie ta réponse.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 09:35

L'équation bilan de la réaction est : 2 MnO4- + 8 H+ + 5 C204H2   →   10 C02 + 2 Mn2+ + 8 H20

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 10:06

Ton équation bilan n'est équilibrée ni en éléments H, ni en charges électriques.
Toutefois, la relation que tu as proposée dans ton post du 21-11-20 à 21:15 est exacte.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 10:14

Ah ... d'accord.
J'avais écris avant de simplifier l'équation bilan :
2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- + 5 C204H2   →   10 C02 + 10 H+ + 10 e- + 2 Mn2+ + 8 H20

Mais je crois qu'il y a tout de même un problème au niveau des charges. Pourriez vous m'aidez s'il vous plaît ...

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 10:17

J'avais aussi écris les deux demi-équations d'oxydo-réduction :

MnO4- + 8 H+ + 5 e-   →   Mn2+ + 4 H20

2 C02 + 2 H+ + 2 e-  →   C204H2

Ce que j'ai fais me semble correct ...

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 12:04

s'il vous plaît

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 13:05

Bonjour Mathieu85,

En l'absence d'odbugt1 (que je salue également ), quelques commentaires (il reprend l'échange dès qu'il le souhaite bien évidemment).

Pour déduire une équation-bilan d'oxydoréduction, il faut respecter ce qui est rappelé dans cette fiche : [lien]

1) Ecrire les demi-équations électronique dans le bon sens (tu sais qui est l'oxydant et le réducteur de chaque couple)
2) Les équilibrer pour qu'il y ait autant d'électrons côté réactifs et produits)
3) Ecrire l'équation-bilan en sommant les deux demi-équations et la simplifier.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 13:15

Bonjour, merci pour votre réponse !

Pour l'étape 1 et 2, mes deux demi-équations d'oxydo-réduction semble être correcte, d'après moi ...

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 14:10

Je mets en couleur les réactifs en jeu d'après l'énoncé :

MnO4- / Mn2+
CO2 / C2O4H2

Il faut donc écrire les demi-équations dans le bon sens :

MnO4- + 8 H+ + 5 e- → Mn2+ + 4 H20 OK

2 C02 + 2 H+ + 2 e- → C204H2 NOK

Ensuite, tu n'as pas le même nombre d'électrons de par et d'autre de la future équation-bilan ...

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 14:51

D'accord merci !
J'essaye depuis tout à l'heure d'équilibrer la deuxième demi équation d'oxydoréduction, mais je n'y arrive pas  (j'ai essayé mais je n'arrive jamais à équilibrer les atomes d'oxygène) :

C204H2 + 2 H+ + 2 e-   →   2 C02 + H20

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 15:45

CO2 = C2O4H2

On équilibre d'abord les atomes de carbone :

2CO2 = C2O4H2 (on constate que les atomes d'oxygène sont équilibrés)

On équilibre les atomes d'hydrogène :

2CO2 + 2H+ = C2O4H2

Puis on équilibre les charges :

2CO2 + 2H+ + 2e- = C2O4H2

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 16:42

Ah oui d'accord ... donc j'avais juste à mes deux demi équations d'oxydoréduction.

Maintenant il faut que j'équilibre les charges des deux côtés pour former l'équation bilan, c'est bien ça ?

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 17:02

Les deux demi équations que tu as écrite le 22-11-20 à 10:17 sont correctement équilibrées.
Mais ces équations sont toutes les deux des équations de réduction ce qui n'est évidemment pas possible.
Il te faut conserver la première demi équation telle qu'elle est et inverser la 2ème

Et ensuite faire ce que tu dis dans ton dernier post.

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 17:32

Citation :
Ah oui d'accord ... donc j'avais juste à mes deux demi équations d'oxydoréduction.

Je pense qu'on s'est effectivement mal compris : le NOK renvoyais bien à ceci :

Citation :
Il faut donc écrire les demi-équations dans le bon sens

Je te laisse poursuivre avec odbugt1 qui est de retour.

Bonne soirée

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 21:31

Bonsoir, merci à vous gbm pour votre aide. Bonne soirée à vous également !

Pour revenir à l'exercice, quand vous dites inverser la 2 ème demi équation, vous voulez dire cela ? :
C2O4H2   →   2 C02 + 2 H+ + 2 e-

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 21:54

Exactement.
Cette 1/2 réaction est une oxydation (perte d'électrons).
Les électrons apparaissent à droite côté réactifs

L'autre 1/2 réaction est une réduction (gain d'électrons) dans laquelle les électrons apparaissent côté produits.

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 22-11-20 à 23:46

Désolé, j'ai partiellement inversé ce que je voulais dire.
Je reprends :
La 1/2 équation C2O4H2   →   2 C02 + 2 H+ + 2 e- est bien une oxydation (perte d'électrons)
Les électrons perdus apparaissent à droite côté produits.

L'autre 1/2 réaction MnO4- + 8 H+ + 5 e-   →   Mn2+ + 4 H20 est une réduction (gain d'électrons) dans laquelle les électrons gagnés apparaissent à gauche côté réactifs.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 00:33

D'accord merci pour votre réponse très complète !

Donc maintenant que l'on a les 2 demi équations, il faut que j'équilibre les charges des deux côtés pour former l'équation bilan.
Mais le problème c'est que je ne peux pas multiplier C2O4H2
  →   2 cO2 + 2 H+ + 2 e- ,car j'ai beau multiplier la demi équation, le nombre de charge reste à 0. Comment faire ?

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 10:01

Une réaction d'oxydo-réduction peut être "décomposée" en deux parties :
a) Une 1/2 réaction d'oxydation donc une perte d'électrons
b) Une 1/2 réaction de réduction donc un gain d'électrons.

Le nombre d'électrons perdu d'un côté doit être exactement égal au nombre d'électrons gagné de l'autre. Globalement il s'est produit un échange d'électrons.

Quand tu écris :
MnO4- + 8 H+ + 5 e-   →   Mn2+ + 4 H20 tu mets en évidence la capture de 5 électrons par les ions permanganate.
De même quand tu écris C2O4H2   →   2 C02 + 2 H+ + 2 e- tu mets en évidence la cession de 2 électrons par les molécules d'acide oxalique.

5 électrons capturés, mais seulement 2 électrons cédés ? Impossible !
En multipliant par 2 tous les coefficients de la première demi-équation et par 5 ceux de la deuxième tu rétablis l'équilibre : 10 électrons capturés par l'oxydant et 10 électrons cédés par le réducteur

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 10:22

D'accord merci pour cette explication très complète, qui m'aide à comprendre les choses

Donc si je multiplie par x2 la première demi équation, on a :
2 MnO4- + 16 H+ + 10 e-   →  2 Mn2+ + 8 H20

Et si je multiplie par x5 la deuxième demi équation, on a :
5 C2O4H2   →   10 C02 + 10 H+ + 10 e-

Pour l'équation bilan de réaction on a donc :
5 C2O4H2 + 2 Mn2+ + 8 H2O   →   2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- + 10 CO2 + 10 H+ + 10 e-

Mon résultat est-il bon ? Avant que je simplifie ...

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 10:52

Non


2 MnO4- + 16 H+ + 10 e-                                  →   2 Mn2+ + 8 H20         OK
5 C2O4H2                                                                  →   10 C02 + 10 H+ + 10 e-     OK
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- +  5 C2O4H2     →   2 Mn2+ + 8 H20 + 10 C02 + 10 H+ + 10 e-

Reste à éliminer ce qui apparait de manière équivalente dans les réactifs et dans les produits  

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 11:02

Ah oui d'accord ...

Donc si je simplifie, on obtient l'équation bilan de la réaction :
2 Mn04- + 6 H+ + 5 C2O4H2   →    2 Mn2+ + 8 H2O + 10 CO2

Mon résultat est-il correct ? (j'espère )

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 13:19

Tout à fait correct !

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 23-11-20 à 13:33

Super !

Merci beaucoup pour votre aide et vos explications !
Bon après-midi

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 10:46

Bonjour, excusez moi de revenir vers vous à nouveau ... je suis vers les deux dernières questions de mon (long) exercice, mais je n'arrive pas à y répondre. Pouvez vous me donnez quelque piste s'il vous plaît ... merci d'avance  

Questions :

-  A l'aide de la réponse à la question précédente (celle que j'avais posté au début du sujet), déterminer la concentration en quantité de matière en acide oxalique de la solution diluée.

- Déterminer la concentration en quantité de matière de la solution commerciale ?

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 11:29

Merci de poster l'intégralité de l'énoncé.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 11:36

Voici l'intégralité de l'énoncé (qui est le même) :

Présent dans certains végétaux, l'acide oxalique C2O4H2 a de nombreuses utilisations. En solution aqueuse, il est vendu comme nettoyant.
Une solution commerciale d'acide oxalique indiquée « 50 g.L-1 » est titrée à l'aide d'une solution acidifiée contenant des ion permanganate MnO4- de concentration
c1 = 5,00 x 10-2 mol.L-1.
Les couples mis en jeu dans cette réaction sont :
    • MnO4- / Mn2+
    • CO2 / C2O4H2

La seule espèce colorée est l'ion permanganate qui est de couleur violette.

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 12:12

Cet énoncé ne comporte aucune question.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 12:30

Voici l'intégralité de l'énoncé :

Présent dans certains végétaux, l'acide oxalique C2O4H2 a de nombreuses utilisations. En solution aqueuse, il est vendu comme nettoyant.
Une solution commerciale d'acide oxalique indiquée « 50 g.L-1 » est titrée à l'aide d'une solution acidifiée contenant des ion permanganate MnO4- de concentration
c1 = 5,00 x 10-2 mol.L-1.
Les couples mis en jeu dans cette réaction sont :
    • MnO4- / Mn2+
    • CO2 / C2O4H2

La seule espèce colorée est l'ion permanganate qui est de couleur violette.

Questions :

1°)  A l'aide de la réponse à la question précédente, déterminer la concentration en quantité de matière en acide oxalique de la solution diluée.

Réponse à la question précédente : La relation entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence est : nC204H2 / 5  =  nMn04- / 2

2°) Déterminer la concentration en quantité de matière de la solution commerciale ?

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 13:24

Désolé, je ne sais pas répondre à la question 1 car je ne sais rien de la manière dont la solution commerciale d'acide oxalique a été diluée et rien non plus des résultats du titrage dont il est question.

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 13:28

Excusez moi, j'avais oublié de le préciser:

On dilue 10 fois la solution commerciale d'acide oxalique. On prélève 20 mL de cette solution diluée que l'on place dans un erlenmeyer. On procède alors au dosage de cette solution par les ions permanganates placés dans une burette graduée.

L'équivalence est atteinte quand on a versé un volume Veq = 7,8 mL d'ions permanganates.

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 14:29

Merci de poster l'intégralité de l'énoncé sans éparpiller les données précédemment oubliées.
Je n'ai pas la patience nécessaire pour recoller les différentes bribes d'énoncé que tu sèmes et je te laisse faire ce travail.

D'une manière générale lorsque tu postes sur ce forum tu es prié de poster l'énoncé, tout l'énoncé et rien que l'énoncé.
Cela fait tu peux (et même tu dois) faire des propositions de réponses.
J'attends donc en plus de ton énoncé intégral en un seul bloc tes propositions de réponses

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 14:56

Voici l'intégralité de l'énoncé en un seul bloc :

Présent dans certains végétaux, l'acide oxalique C2O4H2 a de nombreuses utilisations. En solution aqueuse, il est vendu comme nettoyant.
Une solution commerciale d'acide oxalique indiquée « 50 g.L-1 » est titrée à l'aide d'une solution acidifiée contenant des ion permanganate MnO4- de concentration
c1 = 5,00 x 10-2 mol.L-1.
Les couples mis en jeu dans cette réaction sont :
    • MnO4- / Mn2+
    • CO2 / C2O4H2

La seule espèce colorée est l'ion permanganate qui est de couleur violette.
On sait que l'équation de la réaction est : 2 Mn04- + 6 H+ + 5 C2O4H2   →    2 Mn2+ + 8 H2O + 10 CO2
Ainsi que la relation entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence est : nC204H2 / 5  =  nMn04- / 2

Questions :

1°)  A l'aide de la relation entre les quantités de matière des réactifs à l'équivalence, déterminer la concentration en quantité de matière en acide oxalique de la solution diluée.

2°) Déterminer la concentration en quantité de matière de la solution commerciale ?

Mes recherches :

Je pense que les relations suivantes sont corrects pour une première étape :

n(Mn04-) =  CMn04-  x  VMn04-
et
n(C2O4H2) =  CC2O4H2 x VC204H2

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 17:12

s'il vous plaît

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 17:39

Tu as tout ce qui est nécessaire pour trouver la concentration en quantité de matière en acide oxalique de la solution diluée.

C'est à dire :
n(C204H2) / 5  =  n(Mn04-) / 2  ( voir ton post du 21-11-20 à 21:15 )

mais aussi :

n(Mn04-) =  CMn04-  x  VMn04-
n(C2O4H2) =  CC2O4H2 x VC204H2

Les valeurs numériques nécessaires sont dans l'énoncé
Y a plus qu'à .....

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 18:17

D'accord donc on a :

n(Mn04-) =  CMn04-  x  VMn04-
                      = 5,00 x 10-2 x (il n'y a pas de valeur, est ce que ça correspondrait à l'équivalence ?)

n(C2O4H2) =  CC2O4H2 x VC204H2
                            = (valeur que l'on cherche) x 0,20

Est ce ça ? Mais après comment faire ?

Posté par
odbugt1
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 19:29

L'énoncé donne
VMnO4- = 7,8mL (Volume nécessaire pour obtenir l'équivalence)
CMnO4- = 5.10-2 mol/L
VC204H2 = 20 mL
On cherche CC204H2

et tu as toi même indiqué qu'à l'équivalence :
n(C204H2) / 5  =  n(Mn04-) / 2

Tu n'as besoin de rien d'autre.
Alors lance toi et propose une solution

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 19:51

Oui d'accord ...

Mais je ne sais pas comment construire la formule à partir de toutes ces données.
C = ???

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 20:25

Bonsoir à vous deux,

@Mathieu85 : tu ne nous facilites pas la tâche avec ce sujet ...

Je t'ai déjà rappelé qu'on a des fiches de cours conformes au programme de disponibles et qu'il convient d'utiliser à bon escient :

Relation liant une quantité de matière à une concentration en quantité de matière : [lien]

Pour la relation exprimant l'équivalence d'un dosage (regarde l'exemple du §VI) : [lien]

Au travail !

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 20:27

J'ai trouvé !

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 20:29

OK, dans ce cas détaille et justifie à odbugt1 ce que tu as fait

Posté par
Mathieu85
re : Notion d'équivalence 25-11-20 à 21:18

Pas nécessaire, je suis sur de ma réponse, je ne vais pas vous embêter plus que ça  

Je vous remercie beaucoup pour m'avoir donné de votre temps pour m'aider dans ce (long) exercice et pour votre aide et vos explications !

Bonne soirée à vous !

Posté par
gbm Webmaster
re : Notion d'équivalence 26-11-20 à 07:42

Je t'en prie pour ma très modeste contribution (tout le mérite va à odbugt1), mais dis-toi que ta réponse pourrait servir à d'autres membres qui pourraient avoir le même exercice que toi.

Pour la prochaine fois, prends bien le temps de relire les règles avant de poster (énoncé complet te concernant et fiches de cours mises à disposition).

A une prochaine fois,

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