< > oxydoréduction : oxydation de l'acide oxalique par l'ion dichromate

oxydoréduction : oxydation de l'acide oxalique par l'ion dichromate


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   électrons      0,1      1,66      1,66      14      2      2      2      2      2      2      2      2      200      3      3      3      3      6      6      60      7      7      8      défaut      oxydant      oxydante      réducteur      réduite      trois   

On étudie l’évolution au cours du temps, d’un mélange constitué de 100 mL de solution d’acide oxalique ( acide éthanedioïque) à 60,0 mmol/L et 100 mL de solution de dichromate de potassium acidifiée à 16,6 mmol/L . Couples redox : chrome11.gif
a) Définir les mots oxydants, réducteur, forme oxydante, forme réduite, oxydoréduction.
b) Ecrire chaque demi-équation électronique puis l'équation bilan.
c) Les réactifs sont-ils en proportions stoéchiomètriques ? Si la réponse est non, quel est le réactif limittant ?
d) Quelle est la concentration finale en ion chrome(III) ?

chrome191.gif

Un couple redox est constitué de deux espèces telles que : couple oxydant réducteur
On écrit en premier la forme oxydante du couple, en seconde la forme réduite : ion dichromate est la forme du couple ion dichromate (orange)/ ion chrome (III) vert
.acide oxalique est la forme du couple dioxyde de carbone dissout / acide oxalique
Une réaction d'oxydoréduction met en jeu deux couples redox : il y a un transfert d' de la forme réduite d'un couple à la forme oxydante de l'autre couple redox. Au cours de cette réaction ion dichromatejoue le rôle d' ( espèce qui gagne un ou plusieurs électrons), acide oxalique joue le rôle de ( espéce qui perd un ou plusieurs électrons).



chrome192.gif
ion dichromate+ ion oxonium + électrons= ion chrome (III) de couleur verte+ eau

acide oxalique = dioxyde de carbone+ ion oxonium+ électrons

Dans le bilan de l'oxydoréduction les électrons n'apparaissent pas : dès qu'ils sont libérés par le réducteur ils sont gagnés par l'oxydant. On va donc mutiplier par la seconde demi équation électronique ; puis faire la somme des deux demi équations.
ion dichromate+ ion oxonium+acide oxalique= ion chrome (III) de couleur verte+ dioxyde de carbone+ eau


chrome193.gif

Quantité de matière (mmol) = concentration (mmol/L) * volume de la solution (L)

ion dichromate : 16,6* = mmol
acide oxalique : *0,1 = 6 mmol.

Le tableau d'avancement ne contient que les espèces permettant de résoudre le problème
avancement (mmol)ion dichromate+3 acide oxalique 2 ion chrome (III)
départ01,66 mmol6 mmol0
en cours d'évolutionX1,66-X6-XX
finXf1,66-Xf6-XfXf


Si l'ion dichromate est en défaut : 1,66-Xf=0 soit Xf= mmol.
Si l'acide oxalique est en défaut : 6-Xf=0 soit Xf= mmol.
En conséquence l'ion dichromate est en : Xf= 1,66 mmol.

concentration finale en ion chrome (III) ( mol/L) = quantité de matière (mmol) / volume total de la solution (mL)
volume total du mélange : mL
[chrome15.gif] = 2 Xf /200 = Xf/100 = 1,66 /100 = 1,66 10 exposant -2 mol/L


: Xf= 1,66 mmol.

concentration finale en ion chrome (III) ( mol/L) = quantité de matière (mmol) / volume total de la solution (mL)
volume total du mélange : mL
[chrome15.gif] = 2 Xf /200 = Xf/100 = 1,66 /100 = 1,66 10 exposant -2 mol/L