Bonjour,

J'ai plusieurs questions à propos d'un tp que je dois préparer dont voici l'énoncé ci-dessous. J'ai noté en gras l'énoncé et j'ai souligné les questions qui me posent vraiment problème et auxquelles je n'ai pas réussi à répondre. Je voudrais bien aussi s'il-vous-plaît que vous jettiez un coup d'oeil sur celles auxquelles j'ai répondu car je ne suis pas non plus sûre de ce que j'ai écrit.

Données :
E°(Fe³⁺/Fe²⁺⁾=E°₁=0,77V ; E°([Fe(o-phen_x]³⁺/[Fe(o-phen_x]²⁺)=E°₂=1,1V ; E°(Ce⁴⁺/Ce³⁺)=1,74V ; log B([Fe(o-phen_x]²⁺)=logB₁=17,7
Masse molaire de l'orthophénantroline monohydratée : 198,2g/mol

Partie 1

Prélever Vo=20,0 mL de la solution de sel de Mohr contenant des ions fer(II) à la concentration Co. Ajouter une quantité d'orthophénantroline de l'ordre de 0,20g pesée avec précision. Réaliser le titrage suivi par potentiométrie à l'aide d'une solution de (Ce(SO₄)₂) à la concentration C=5,00.10^-2mol/L

1.a) Quelles sont les électrodes à utiliser pour réaliser le suivi potentiométrique ?
Une électrode de mesure : électrode de platine
Une électrode de référence : électrode au calomel saturé

b) Avec quelle verrerie mesure-t-on le volume de solution d'ions fer (II) prélevé ?
Comme ils sont introduits en excès : une éprouvette graduée. Je me suis basée que le résultat de la question 2.b) mais est-ce que si on ne nous l'avait pas indiqué dans cette question on aurait pu deviner que les Fe²⁺ sont en excès ?

c) Un éventuel ajout d'eau en début de titrage a-t-il une influence sur les mesures réalisées ? Avec quelle verrerie mesure-t-on le volume d'eau éventuellement ajouté ? Justifiez.
J'aurais dit que la quantité d'eau ajoutée n'avait pas d'importance puisqu'on cherche à mesurer le volume équivalent mais vu comment la question est formulée je dois me tromper. On peut ajouter l'eau avec une éprouvette graduée car on va l'ajouter en excès pour faire tremper les électrodes.

2.a) Avant le début du titrage, quelle est la réaction ayant lieu dans le bécher ? Quelle est la valeur de la constante de réaction ?
Fe²⁺  +  xophen=[Fe(o-phen_x]²⁺
B=10^17,7

b) A la vue de la courbe de titrage obtenue, justifiez que les ions fer (II) sont en excès.
Je ne vois pas trop ce qui pourra nous indiquer que les ions fer(II) sont en excès sur la courbe.

3. Ecrire les réactions de titrage, calculer les constantes d'équilibres correspondantes. Conclure.
Ce⁴⁺+Fe²⁺=Fe³⁺+Ce³⁺          K°=10¹⁶
Ce⁴⁺+[Fe(o-phen_x]²⁺=[Fe(o-phen_x]³⁺+Ce³⁺          K°=10¹¹
Du coup les Fe²⁺ sont titrés avant les [Fe(o-phen_x]²⁺ d'après les constantes de réactions et ces réactions sont successives : on a deux sauts de potentiel.

4. Déterminer Co.
Co=CV_e1/Vo

5.a) Connaissant la quantité d'orthophénantroline initialement introduite, ainsi que la quantité d'élément fer initialement complexée à partir des volumes équivalents, déterminer la stoechiométrie x des complexes [Fe(o-phen_x]²⁺ et [Fe(o-phen_x]³⁺.
J'ai calculé : n_ophen=1,01.10^-3mol d'où la concentration en ophen est c1=5,05.10^-2mol/L
A la 2e équivalence : n_{[Fe(o-phen[sub]x}]²⁺[/sub]=c_cV_o=C(V_e2-V_e1)/V_o

Ensuite j'ai fait le tableau d'avancement associé :
Fe²⁺             +           x ophen        =         [Fe(o-phen_x]²⁺
Co                                 C1                                       0
Co-=Co-Cc           C1-x=C1-xCc               Cc=

Du coup on a [ mais je pense que c'est faux car je ne vois pas comment résoudre cette équation.

b) Quelle est la géométrie des deux complexes ?
Il me faudrait le résultat de la question précédente.

c) Comment peut-on qualifier le ligand orthophénantroline, justifiez.
C'est un ligand bidentate.
6. Déterminer expérimentalament le potentiel standard du couple Fe³⁺/Fe²⁺. Commenter, sachant que la solution de sel de Mohr contient des ions sulfates pouvant complexer les ions fer.
C'est égal au potentiel mesuré à la demi-équivalence. Logiquement, on ne devrait pas trouver exactement cette valeur ce qui montrerait que des ions fer ont été complexés par des ions sulfates.

7.a) Déterminer expérimentalement le potentiel standard du couple [Fe(o-phen_x]²⁺/[Fe(o-phen_x]³⁺. Commenter.
C'est égal au potentiel mesuré à la deuxième demi-équivalence soit à 2V_e1.
J'ai aussi essayé de faire le tableau d'avancement pour cette deuxième réaction mais je pense que c'est faux :

Ce⁴⁺         +         [Fe(o-phen_x]²⁺             =               [Fe(o-phen_x]³⁺        +           Ce³⁺
                             CcVo-C(V-V_e1)                               C(V-V_e1)                                   C(V-V_e1)
b) Des complexes [Fe(o-phen_x]²⁺ et [Fe(o-phen_x]³⁺, lequel est le plus stable ? Justifier qualitativement.
Je ne vois pas comment faire. Logiquement on pourrait le montrer en comparant les constantes de formation des complexes mais vu qu'on nous le demande à la question suivante je ne pense pas que ce soit ce qu'il faille faire....

8. Calculer la constante globale de formation du complexe [Fe(o-phen_x]³⁺
J'ai trouvé B₂=10^12,2

Partie 2

Prélever Vo=20,0 mL de la solution de sel de Mohr contenant des ions fer(II) à la concentration Co. Ajouter une très faible quantité d'orthophénantroline ferreuse, contenant le complexe [Fe(o-phen_x]²⁺ en solution aqueuse. Réaliser le titrage suivi par potentiométrie et colorimétrie à l'aide d'une solution de (Ce(SO₄)₂) à la concentration C=5,00.10^-2mol/L

1.a) Pourquoi n'observe-t-on ici qu'un saut de potentiel ?
J'imagine que c'est lié au fait qu'on prélève très peu d'orthophénantroline ferreuse mais je ne suis pas sûre. Du coup on pourrait peut-être négliger une des réactions de titrage précédentes mais ça me semble étrange.

b) En utilisant un diagramme de prédominance, justifier le fait que l'orthophénantroline ferreuse soit un indicateur coloré redox approprié au titrage ici réalisé.
J'ai fait un diagramme de prédominance mais je n'arrive pas à en déduire grand chose. Je ne suis pas très à l'aide dans l'interprétation de ces diagrammes. J'ai placé sur un diagramme de potentiel les espèces [Fe(o-phen_x]²⁺ et [Fe(o-phen_x]³⁺ et je sais que le potentiel standard de l'indicateur coloré doit être compris dans le saut de potentiel mais je n'arrive pas à le visualiser sur le diagramme de prédominance.

c) Pourquoi introduire l'orthophénantroline ferreuse en très faible quantité ? Comment détermine-t-on la quantité à introduire en pratique ?
Je ne sais pas. J'imagine que ça permet de ne considérer qu'une réaction de titrage mais je ne vois pas laquelle.

2. Déterminer le volume équivalent et en déduire Co.
Je ne vois pas la différence avec le calcul du premier volume équivalent fait dans la partie précédente.


Merci d'avance pour votre aide !