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Titrage d'une solution

Posté par
mariane
06-09-11 à 18:48

Je dois faire un exercice de Chimie pour jeudi histoire de se remettre dans le bain.. Après ces vacances c'est dur de se rappeller de toutes ces choses.. Serait-il possible de m'aider car cet exercice est complètement incompréhensible pour moi :s .. S'il vous plait ?

Voici l'énoncé :

    On effectue le titrage colorimétrique d'un volume V1=10,0 mL d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène H2(indice)O2(indice)(=eau oxygénée) de concentration molaire C1 inconnue par une solution aqueuse de permanganate de potassium de concentration molaire C2=1,0 x 10-3(puissance)mol.L. La solution de permanganate de potassium se situe dans la burette graduée.
On constate que, si on verse goute à goute la solution de permanganate de potassium dans l'erlenmeyer contenant le volume V1=10,0 mL de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène de concentration molaire C1 inconnue, celle ci devient violette (persistante) pour un volume v=10,3 mL

1)  Etablir l'équation de la réaction d'un titrage
2)  Remplir ensuite le tableau d'avancement correspondant à ce titrage

Vraiment besoin de votre aide.. Merci

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 19:08

Salut !

Le permanganate de potassium réagit avec le peroxyde d'hydrogène. Après l'équivalence (dc du côté des produits) tu as une coloration violette persistante due à la présence de l'ion permanganate
Couples redox : H2O2 / H2O
MnO4- (violets) / Mn2+ (incolores)

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
H2O2 = O2 + 2H+ + 2e-
-------------------------------------------
2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ ---> 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

2) je suppose qu'avec l'équation tu sais faire

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 19:13

Je ne comprends pas comment vous arrivez à faire ceci :

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
H2O2 = O2 + 2H+ + 2e-
-------------------------------------------

2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ ---> 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O


Pouvez vous m'expliquer par étapes si c'est possible s'il vous plait :s ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 19:18

Ce sont les demi-équations ou l'équation finale qui te bloquent?

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 19:27

Les deux :s ! Je ne comprend pas d'où sorte les 8H+ ; 5e- , 4H2O et ce dans l'autre demi équation et la finale.. Si vous voulez bien est ce qu'il serait possible que vous m'expliquiez comment procéder pour faire une équation d'oxydoréduction avec toutes les étapes à partir de cet exemple ? S'il vous plait

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 19:44

Je t'invite à lire ceci : [lien]

Je repasse dans la soirée (désolé je ne peux pas rester)

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 20:09

Merci beaucoup ! J'ai tout compris : MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O

Mais par contre je n'ai pas compris ceci : H2O2 = O2 + 2H+ + 2e-  (pourquoi ne procedons nous pas de la même manière que l'autre ? )

Posté par
Barbidoux
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 21:01

Une réaction (ou un bilan réactionnel) est équilibrée/é lorsque ses atomes et ses charges le sont (même bilan de charge positif, négatif ou nul et même nombre de type atomes de part et d'autre des signes - --> <--> ou =).

En général le signe --> est utilisée dans le cas d'une réaction non inversible (total) pour laquelle l'état final est obtenu lors de la consommation d'un réactif limitant ou de tous les réactifs s'ils sont initialement présents dans les proportions stœchiométriques de la réaction.

Les signes <--> ou = sont en général réservés au cas des dans le cas d'une réaction inversible (incomplète) pour laquelle l'état final est équilibre.

Une équation chimique est une égalité au sens mathématique. C'est-à- dire que l'on doit retrouver, de chaque coté des signes --> <--> ou = le même nombre d'atomes de chaque élément. Ces atomes appartiennent à des composée chimiques différents mais leur nombre ne change pas. Si l'on a 4 oxygène d'un côté d'un signe --> <--> ou = on doit avoir 4 oxygène de l'autre coté et si l'on a 2 carbone d'un côté du signe d'un côté d'un signe --> <--> ou = on doit avoir aussi 2 carbones de l'autre côté.

Si l'on considère la réaction entre C et O2 qui donne du CO on peut écrire : 2 C+ O2 =2 CO mais on pourrait aussi écrire : C+(1/2) O2 ---->CO ce qui revient a diviser les deux membres de l'égalité précédente par 2 (ce qui ne change pas l'égalité) On pourrait également écrire : 4 C+2 O2->4 CO et la réaction serait toujours équilibrée.

En général on utilise des coefficient entiers (non fractionnaires) les plus petits possibles pour équilibrer les réactions mais les fraction simples sont cependant tolérées.

Exemples : équilibrer les équations bilan suivantes :
C2H2+O2 --> CO2+H2O
C8H18+O2---> CO2+ H2O
-----------------------------
Pour la première C2H2+O2 --> CO2+H2O
Les 2 C de C2H2 vont donner 2 CO2 pour cela faut 4 oxygène Les 2 H de C2H2 vont donner H2O pour cela il faut 1 oxygène Il faut donc au total 5 oxygènes soit 5/2 O2
C2H2+(5/2) O2 --> 2 CO2+H2O
-----------------------------------
pour la suivante C8H18+O2---> CO2+ H2O
Les 8 C de C8H18 vont donner 8*CO2 pour cela il faut 16 oxygènes. Les 18 H de C8H18 vont donner 9*H2O pour cela il faut 9 oxygène. Il faut donc au total 25 oxygènes soit (25/2) O2
C8H18+(25/2)*O2---> 8*CO2+ 9*H2O

---------------------------------------
Équilibrer les réactions redox
----------------------------------------
Une réaction d'oxydoréduction décrit la réaction d e l'oxydant d'un couple redox sur le réducteur d'un autre couple redox.

Les couples redox sont conventionnellement écrits oxydant /réducteur. Exemple le couple MnO4^(-)/Mn(2+). L'oxydant est MnO4^(-) et le réducteur Mn^(2+).

Le plus facile est d'équilibrer tout d'abord les équations électroniques (électrochimique) correspondant aux deux couples (souvent appelée à tort demi-équation) puis de rechercher le plus petit commun multiple du nombre d'électrons de ces deux équations et d'en faire la somme.

Exemple : équilibrer la réaction de l'ion MnO4^(-) avec l'ion Fe^(2+) couple MnO4^(-)/Mn(2+) et Fe^(3+)/Fe(2+)

1)- Équilibrage des équations électroniques correspondant aux deux couples : cette réaction se déroulant en milieux aqueux on peu se servir des constituants de l'eau (H2O, H^(+) et OH^(-)) mais il faut prendre de bonnes habitudes et éviter d'utiliser l'espèce OH^(-) cela évitera bien des erreurs lors de l'études des potentiels électrochimiques.

On commence par équilibrer les atomes
MnO4^(-) -----> Mn^(2+)
il manque 4 oxygène il faut donc ajouter 4 H2O du côté de Mn^(2+)
MnO4^(-) -----> Mn^(2+) +4H2O
il faut maintenant 8 H (on est dans l'eau et l'on a utilisé H2O il reste donc H^(+)). On en mets 8 du côté de MnO4^(-)
8 H^(+)+ MnO4^(-) -----> Mn^(2+) +4H2O
On constate alors qu'il y a le même nombre de type d'atomes de part et d'autre du signe ---->.

Reste les charges 7 charges + du côté MnO4^(-) et 2+ du côté Mn^(2+) et bien on ajoute 5 e^(-) du côté MnO4^(-) :
8 H^(+)+ MnO4^(-)+5 e^(-) -----> Mn^(2+) +4H2O
et l'équation électronique du couple MnO4^(-)/Mn(2+) est équilibrée en atomes et charge.

Pour le couple Fe^(3+)----> Fe^(2+) c'est très simple il suffit de rajouter 1 e^(-) du côté Fe^(3+)
Fe^(3+)+ e^(-) ----> Fe^(2+)
le plus petit commun multiple du nombre d'électrons de ces deux équation électronique est 5. On renverse l'écriture de la deuxième équation électronique et on la multiplie par 5 et on ajoute membre à membre les deux équations.
8 H^(+)+ MnO4^(-)+5 e^(-) -----> Mn^(2+) + 4H2O
..............................5 Fe^(2+)-----> 5 Fe^(3+) + 5 e^(-)
--------------------------------------------------------------------------
8 H^(+)+ MnO4^(-)+5 Fe^(2+)-----> 5 Fe^(3+)+Mn^(2+) + 4H2O
et voilà la réaction redox équilibrée.
----------------------------------------------

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 21:32

Il n'y a pas mieux comme explication ! Je vous remercie infiniment !


Mais pourriez vous m'expliquer ceci s'il vous plait ?


H2O2 / H2O
H2O2 = O2 + 2H+ + 2e-

Posté par
Barbidoux
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 21:54

L'ion permanganate MnO4^(-) est un oxydant qui va oxyder l'eau oxygénée (et non la réduire) ce qui fait que les couples à considérer sont O2/H2O2 (et pas H2O2/H2O) et MnO4^(-)/Mn^(2+)
H2O2 --> O2
On commence par équilibrer les atomes
H2O2 --> O2+2*H^(+)
On finit par équilibrer les charges
H2O2 --> O2+2*H^(+)+2*e^(-)
ce qui correspond bien une oxydation de H2O2 qui se transforme en cédant des électrons

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 06-09-11 à 23:50

Merci d'avoir pris le relais

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 17:46

Dac mais alors pourquoi au début on met que les couples redox sont :

* MnO4^(-)/Mn^(2+) (celui la jai compris)
* H2O2/H2O ( c'est lui que je ne comprend pas car là vous m'avez mis que c'était O2/H2O2 qu'il fallait prendre )

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 18:15

En fait c'est bon j'ai compris ! Au tout début je pense que shadowmiko  a inverser le couple H2O2/H2O avec le couple O2/H2O2 car dans le cours le couple rédox de départ est O2/H2O2 ! Merci beaucoup à vous 2

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 18:23

Oui car le peroxyde d'hydrogene intervient dans deux couples.

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 18:48

Par contre dans l'énoncé on me demande faire un tableau d'avancement mais je ne me rapelle plus du tout comment faire :s

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 18:51

En voici un :

Titrage d\'une solution

Si tu as besoin d'autre chose...

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 18:55

Je vous remerci encore une fois ! ca revient petit a petit mais surment grace a vous ! par contre dans l'énoncé on dit que C1 est inconnue alors comment dois je faire pour calculer les quantité de matières (avec la formul C.V)?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 18:59

Tu la détermines avec l'équivalence

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 19:01

Comment dois-je faire alors ? Je suis pommé là je ne me rapelle plus de rien :s

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 19:24

A l'équivalence, les ions permanganate et l'eau oxygénée ont totalement réagi. On note l'avancement maximal à l'équivalence : xéq

Donc à l'équivalence :

n°(H2O2) - 5xéq = 0 => xéq = n°(H2O2)/5

n(MnO4-)ajouté à l'équivalence - 2xéq = 0 => n(MnO4-)ajouté à l'équivalence = 2n°(H2O2)/5

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 19:32

Ca je sais faire mais avec quelle valeur étant donné que j'ai 2 volumes et 2 concentration dont une inconnue ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 19:35

Tu utilises le volume se rapportant à chaque espèce... Quelle solution apporte quel ion ou quelle molécule?

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 20:16

Merci mais dans l'énoncé je ne sais pas quelle valeur exacte prendre pour calculer n°(H2O2) :s

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 22:23

Et bien n° = C1*V1 et tu appliques ta relation à l'équivalence puisque tu sais à quoi est égal xéq. Tu égales les expressions

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 22:47

C1*V1 = n°(H2O2) ? c'est ca ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 07-09-11 à 23:03

Citation :
On effectue le titrage colorimétrique d'un volume V1=10,0 mL d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène H2(indice)O2(indice)(=eau oxygénée) de concentration molaire C1 inconnue
c'est explicitement dit ici

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 08-09-11 à 20:44

Ok merci beaucoup en tout cas pour votre aide à tous les 2.. Je ne sais toujours pas comment calculer la quantité de matière vu que que C1 est inconnu mais avec notre professeur nous allons procéder à la correction donc je ne vous embête pas plus ! Encore merci bien

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 08-09-11 à 20:49

Seul C1 est inconnu, V1, V2 et C2 le sont...

Tu remplaces dans n° et n

Posté par
mariane
re : Titrage d'une solution 08-09-11 à 21:04

Merci

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Titrage d'une solution 08-09-11 à 21:40

Je t'en prie



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