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Oxydoreduction et concentration molaire

Posté par
grievous
14-11-12 à 14:36

Bonsoir, voici mon énoncé :
On dose 10mL d'une solution de dioxyde de soufre par une solution de permanganate de potassium de concentration C=5.10^-2 mol.L-1.
Le volume verse à l'équivalence est V=13,4 mL.
Couples d'oxydoréduction:
MnO4 - / Mn2+
SO4 2- / SO2

Quel est la concentration de la solution de dioxyde de soufre?

Alors voila comment j'ai fais:
j'ai établi l'équation de la réaction: MnO4- +2SO2 => Mn++  +2S04--
J'ai dressé un tableau d'avancement, et trouvé Xeq
Xeq = nMnO4 -  Xeq= 6,7.10^-4 mol
Comme nMnO4 - = nS02/2 = Xeq alors nSO2 = 1.3.10^-3 mol
comme on a introduit 10mL de SO2 alors C = 0.13 mol.L-1

Le problème est que ma correction me donne pour solution C = 0.17 mol.L-1

Pouvez vous me dire mon erreur si erreur il y a?
Mon livre se trompe parfois alors je préfère être sur de moi

merci

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 14-11-12 à 15:31

Salut

C'est effectivement 0,134 mol/L

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 14-11-12 à 16:38

Ok merci Lamat

Posté par
molecule10
réponse 14-11-12 à 22:51



     Bonsoir  grievous :   Ton  équation  est  fausse !  ( MnO4-  +  2 SO2 ? )


     5 SO2   +   2 KMnO4   +   2 H2O ======> 2 MnSO4   +    K2SO4   +   2 H2SO4

     Solution  de  KMnO4  0,05 molaire/L  =  7,9g  de  KMnO4/L ;  13,4 ml  de  solution  0,05 molaire = 0,10586 g  de  permanganate  ( = 0,67 mmol ).


     Dans  l'équation  tu  vois  que  5 moles  de  SO2 ( 320g )  seront  oxydées  par  2 moles  de  KMnO4  soit  316g .    

     0,67 mmol  de  KMnO4   corresponde  à : ( 0,00067 x 5 ) : 2 = 1,675 mmol  de  SO2  soit  0,001675 x 64 = 0,1072 g  de  SO2 .

     Concentration  de  la  solution  SO2 =  0,1072 : 10 x 1000 =  10,72g  ou  10,72 : 64 = 0,1675 molaire  par  litre  de  solution .

     Que  penses-tu  de  mon  raisonnement ?  donne  moi  ta  réponse .  Bonnes  salutations .

    

  

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 15-11-12 à 09:35

Molécule a raison, je n'avais pas vu que l'équation ne collait pas au niveau des charges.

L'équation de Molécule est juste mais il faut la réécrire selon les conventions actuelles.

Je dirais

   5 SO2   +   2 MnO4-   +   2 H2O ======> 2 Mn2+ + 5SO42- +  4H+
ou éventuellement ça
   5 SO2   +   2 MnO4-   +   6 H2O ======> 2 Mn2+ + 5SO42- +  4H3O+

A toi de voir.

Maintenant que tu as la bonne équation, il suffit de reprendre ta méthode pour retomber sur le résultat de Molécule

Posté par
molecule10
réponse 15-11-12 à 10:56


  Bonjour  lamat :

   Je  ne  comprends  pas  pourquoi  aujourd'hui  on  modifie  des  anciennes  méthodes  de  calcul  qui  ont  donnés  satisfactions ? ( par  les  conventions  actuelles !!! )

   D'autre  part  avec  ces  équations  ioniques , on  oublie  la  stoechiométrie  la  preuve  en  est !  Moi  je  suis  pour  le  raisonnement  dans  l'équation .

   Enfin  excusez-moi  de  ma  remarque  et  de  mes  propos  personnels. Bonnes  salutations .

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 15-11-12 à 11:52

Désolé molécule mais ce n'est pas moi qui décide de la façon dont est enseigné la chimie de nos jours.

Ce n'est pas à cause de la méthode que l'équation obtenue était fausse mais parce que l'équilibre des charges n'a pas été vérifié, c'est grievous et moi qui avons fait une erreur.

Mais je reconnais que votre méthode permet de voir plus facilement cette erreur.

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 16-11-12 à 08:35

Merci à tous les deux pour vos réponses.

Effectivement j'avais oublié le H2O dans mon équation bilan mais quelle est l'info de l'énoncé qui nous permette de savoir que nous avons des ions H2O en solution?

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 16-11-12 à 09:52

Tu vas te faire taper sur les doigts par Molécule (Molécule, je te taquine)

H2O n'est pas un ion, c'est une molécule (là, on pourrait croire que je le fait exprès mais pourtant non).

Les ions ne sont pas électriquement neutres.

On sait qu'il y a de l'eau car on est en solution (sous entendu solution aqueuse).

Au lycée, une solution sera toujours aqueuse, après dans la vraie vie on pourrait dans de l'huile (au sens large) ou alcools, et liquide possibles , mais je ne sais pas trop comment ça se passerait, est-ce que les S02 et les ions KMnO4 peuvent se dissoudre dans ce genre de milieu. En admettant que ça marche, est-ce que la réaction n'est pas inhibée par le milieu?

Peut-être Molécule (qui est meilleur chimiste que moi) peut répondre.

Posté par
molecule10
réponse 16-11-12 à 11:33



  Bonjour  lamat :  D'abord  merci  pour  le  compliment !  

  Toutes  ces  réactions  d'oxydoréductions  se  déroulent  dans  un  milieu  homogène  polaire ( solutions  homogènes  dans  l'eau ) .

  L'eau  est  le  solvant  le  plus  polaire ; ( voir les  forces  de  van  der  Waals  et   la  théorie  de  la  dissociation  électrolytique  et  des  électrolytes ).

  Ensuite  on  a  d'autres  solvants  polaires  dit  protiques , les  alcools etc....

  En  chimie  organique  par  exemple  dans  les  réactions  Sn1 ou  Sn2  ont  utilise  des  solvants  aprotiques  tel  que  DMSO ; HMPA ; DMF ; THF ...etc

  et  des  solutés  comme  NaOH , NaCN , LiBr , thioacétate .

  Dans  notre  cas  le  KMnO4  étant  un  très  fort  oxydant ; il  va  réagir  avec  les  solvants  autres  que  l'eau !

  Voilà  je  t'ai  apporté  quelques  informations  en  réponses . Bonnes  salutations .

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 16-11-12 à 12:16

Très bien donc si je comprend bien dans toutes réactions d'oxydoreduction (99%) vues en Term S l'eau intervient ?

Et deuxième question: H2O forme donc systematiquement des ions oxonium H3O+?

Posté par
molecule10
réponse 16-11-12 à 13:16


   Bonjour  grievous :  

   Il  y  a  d'autres  réactions  d'oxydoréduction  qui  se  déroulent  en  milieu  hétérogène  sans  eau . Exemples.

   S(s)    +   O2(g) ======> SO2(g)

   C(s)    +   O2(g) ======> CO2(g)

   N2(g)  +  3 H2(g) =====> 2 NH3(g) .

   Maintenant  H2O  forme  H3O+  seulement  si  le  milieu  acide  sinon  pas  ( NaOH  +  HCl ====> NaCl  +  H2O ) .

   Bonnes  salutations .

  

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 16-11-12 à 13:29

Merci à toi, Molécule, pour cette réponse

Grievous à mon avis 100% des réactions d'oxydoréduction se dérouleront en solution aqueuse, revérifie avec ton prof.

Il y a une relation qui existe toujours en solution aqueuse c'est
2 H20 <=> H3O+ + OH-

Il y a donc toujours des ions H3O+ et OH- dans une solution aqueuse. Parfois H3O+ ou OH- sont des produits parfois ce sont des réactifs:

As-tu déjà vu le pH avec les acides et les bases, si oui:

Si tu es dans une solution de pH neutre, et si tu as une réaction qui génère des ions H+ ou H3O+ ou des ions OH-, alors la réaction va consommer des molécules d'eau.

Par exemple en mettant un bout de sodium à l'état métallique "dans de l'eau" (si tu as déjà vu l'expérience, tu comprendras sûrement l'utilisation des guillemets), tu obtiens de la soude Na+ OH-

Na + H20 -> Na+ + OH- + 1/2 H2

Mais si tu es dans une solution basique (tu rajoutes de l'acide dans une solution d'ammoniac, par exemple)

La réaction dans l'eau (si on met de côté la réaction acide+ammoniac) sera la suivante H3O+ + OH- -> 2 H20

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 16-11-12 à 13:30

Suite à la lecture de la réponse de Molécule, je corrige :
A mon avis 100% des réactions d'oxydoréduction en solution se dérouleront en solution aqueuse, revérifie avec ton prof.

Posté par
molecule10
réponse 16-11-12 à 13:48


   Attention  il  est  vrai  que  le  produit  ionique  de  l'eau  2 H2O⟽ H3O+  +  OH-  mais  comme  1  molécule  sur  550.000.000  est  dissociée , je  trouve  qu'il  ne  faut  pas

   parler  de  H3O+  pour  l'eau  pure  le  pH  est  toujours  de  7 .

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 16-11-12 à 14:14

Je ne suis pas sûr de comprendre ta remarque, tu veux dire qu'il ne faut pas tenir compte des ions H3O+ présent en solution quand leur concentration est très faible?

Si c'est ça, je pense que ça dépend des cas, il ne faudrait pas que les étudiants pensent qu'au delà de pH 7 [H3O+]=0 car sinon, ils vont être un peu perdus dans les problèmes acide/base en solution basique.

Posté par
molecule10
réponse 16-11-12 à 21:43


                                          

          Excuse  moi   je  me  suis  mal  exprimé ;  J'ai  voulu  dire  vu  que 1 molécule  sur  550.000.000  est  dissociée,  il  faut  être  raisonnable  dans  les  calculs  pratiques ;  bien  entendu  

          dans  les  calculs  théoriques , on  en  tient  compte .


          Kc = ⦗H+⦘.⦗OH-⦘/ ⦗H2O⦘ .      Puisqu'il  n'y  a  qu'une  très  petite  fraction  de  l'eau  qui  s'ionise , la  concentration  de  l'eau , soit  ⦗H2O⦘, reste  pratiquement  inchangée . Ainsi

          Kc ⦗H2O⦘ = K eau = ⦗H+⦘.⦗OH-⦘.

          K eau  est  appelée  constante  du  produit  ionique  de  l'eau  à  25○C  = ( 1,0 X 10^-7 )( 1,0 X 10^-7 ) = 1,0 X 10^-14 ;  elle  varie  très peu  avec  la  température .

          t = 0○C      K eau = 0,13 . 10^-14

          t = 22○C    K eau = 1,00 . 10^-14

          t = 100○C  K eau =  74 . 10^-14

          Encore  bonnes  salutations .


        
  




Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 17-11-12 à 09:19

Molécule,

Je ne savais pas que Ke variait avec la température, merci pour cette information.

Ma remarque sur la dissociation de l'eau n'avait pas pour but de dire que a quantité d'eau variait car effectivement ce n'est pas les 10^-x moles d'eau consommées qui vont changer grand chose sur les 10 moles d'eau contenues dans 180 ml d'eau pur.

Ma remarque sur la dissociation avait pour but de dire H20 ne se transforme pas simplement en H3O+ et qu'il y avait un équilibre entre H20,H3O+ et OH-. C'était en réponse à Grievous

Et deuxième question: H2O forme donc systematiquement des ions oxonium H3O+?  Posté le 16-11-12 à 12:16

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 17-11-12 à 10:54

J'avais une dernière question, lorsqu'on à une équation à équilibrer assez complexe comme vu plus haut par exemple:
S02 + MnO4- +H2O -> SO4-- +Mn++  +H30+

Quel est la méthode à adopter pour ne pas passer trop de temps à équilibrer la réaction?

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 17-11-12 à 11:41

Salut,

normalement on commence par les demi équations:


S02/S04--
Je mets les étapes
S02 +  <-> S04--
Les S sont aussi nombreux de chaque côté mais il manque des O à gauche, on ajoute les molécules d'eau:

S02+H20 <-> S04--
Il y a trop de H à gauche, on ajoute des ions H+

S02+H20 <-> S04-- + 4H+
Il y a trop de charges + à droite, on ajoute des e-

S02 + 2H20  <-> S04-- + 4H+ +2e- (1ere demi équation)


MnO4-/Mn++
MnO4- +8H+ + 5e- <-> Mn++ + 4H20 (1ere demi équation)

ensuite on additionne les demi équations pour avoir le même nombre d'électrons gauche et à droite

5*(1ere demi équation)+2(2eme demi équation)


5SO2 + 10H20 + 2MnO4- + 16H+ + 10e- -> 5SO4-- + 20H+ + 10e- + 2 Mn++ + 8H20
On peux supprimer de chaque côté les 10e- , 8H20, 16H+

5SO2 + 2 H20 + 2MnO4-  -> 5SO4-- + 4 H+ + 2 Mn++

  

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 17-11-12 à 14:03

Merci lamat

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 17-11-12 à 18:01

Je viens de faire plusieurs exo avec ta méthode: la vie est vraiment plus simple

Posté par
molecule10
réponse 17-11-12 à 19:27


  Bonjour  grievous :

  Pour  équilibrer  une  équation  d'oxydoréduction  il  faut  connaître  les  degrés  d'oxydations  des  éléments  qui  s'oxydent  et  ceux  qui  se  réduisent  dans  une  réaction  chimique .

  L'oxydation  est  une  perte  d'électrons  et  la  réduction  est  un  gain  d'électrons ;  on  doit  équilibrer  avec  le  nombre  total  d'électrons .  Exemples :

  Zn   +   CuSO4 =====> ZnSO4   +   Cu            (  les  éléments  sans  liaisons  chimiques  ont  un  degré  d'oxydation  de  0  soit  le  Zn  et  le  Cu ) .

  Le  Zn  va  s'oxyder  par  la  perte  de  2 électrons  et  donner  Zn++  +  2 e-  .    Le  Cuivre  dans  la  mole  de  CuSO4  est  au  degré  d'oxydation  +2 ;  pour  qu'il  devienne

  du  Cu  métallique  il  doit  se  réduire  par  la  capture  de  2 électrons .

  Le  compte  est  bon :  les  2 e-  du  Zn  vont  passer  sur  le  Cu++  et  vont  donner  du  cuivre  pur.

  Zn ====> Zn++  +  2 e-   ( oxydation )

  Cu++   +   2 e- =====> Cu  ( réduction )


  Maintenant  appliquons  la  situation  au  problème  du  SO2 .  Dans  le  SO2 ,  le  degré  d'oxydation  du  soufre  est  de  +4  et  il  va  s'oxyder  en  sulfate  soit  au  degré  d'oxydation  +6 ,

  donc  il  doit  perdre  2 e- .  

  Dans  KMnO4  le  Mn  est  au  degré  d'oxydation  +7 ,  pour  arriver  au  degré  d'oxydation  +2  dans  Mn++  il  doit  capter  5 e-  .

  On  dispose  de  2 e-  et  il  nous  en  faut  5 e-  comment  équilibrer  le  tout ?

  On  va  prendre  5 SO2 ( = 5 . 2 = 10 e- )   et   2 KMnO4 ( = 2 . 5 = 10 e- )  maintenant  le  compte  est  bon     5SO2 + 2 H20 + 2MnO4-  -> 5SO4-- + 4 H+ + 2 Mn++

  J'espère  maintenant  que  mon  explication  est  claire !  Bonnes  salutations .

Posté par
grievous
re : Oxydoreduction et concentration molaire 18-11-12 à 10:41

oui c'est un poil plus complexe mais très complet merci

Posté par
Iamat
re : Oxydoreduction et concentration molaire 26-11-12 à 22:12

Molecule,

Un autre sujet sur le mercure a été posté ce week end, il semblerait que des molécules composées uniquement d'atomes de mercure soient créées en chauffant du mercure pendant des mois.

As-tu des connaissance sur ce sujet

Si tu veux, tu peux voir le sujet ci-dessous

https://www.ilephysique.net/sujet-probleme-260452.html



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