Aurélie déc 2001

Manganimétrie

 

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Donnée : M (FeSO4, 7 H2O ) = 278,0 g.mol-1.

En milieu fortement acidifié, l'ion permanganate intervient à partir de la demi-équation électronique suivante :

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4 H2O

  1. Dans ce couple préciser l'oxydant, sa couleur, le réducteur, sa couleur.
  2. Ecrire l'autre demi-équation électronique dans laquelle intervient le couple Fe3+ / Fe2+
    - Ecrire la réaction bilan .
  3. On se propose de doser une solution ferreuse, obtenue à partir de sulfate de fer (II) heptahydraté (FeSO4, 7 H2O ) par manganimétrie. On verse un peu de solution titrée (C = 0,020 mol.L-1) de permanganate de potassium ( contenue dans la burette ) dans le vase réactionnel où l'on a introduit avec une pipette Vr =25,0 mL de solution ferreuse, puis un peu d'acide sulfurique concentré pour acidifier le milieu. On observe une décoloration immédiate. Interpréter ces faits.
  4. On continue de petits apports de solution de permanganate. Pour un volume versé Ve= 21,5 mL on constate que malgré l'homogénéisation, le mélange réactionnel maintient pour la première fois une couleur rose pâle.
    -Comment appelle t-on cette phase du dosage ?
  5. A partir de l'équation chimique de la réaction modélisant la transformation, établir le tableau traduisant les états du système : initial, intermédiaire. Compléter le tableau traduisant l'état final.
    - Déterminer l'avancement maximal?
    - En déduire la relation qui lie la quantité de matière n1 d'ion MnO4- versés et celle des ions fer(II) initialement présents dans le mélange réactionnel ?
    - Quelle est la quantité de matière n2 dosés dans le vase réactionnel.
    - En déduire la concentration molaire de la solution ferreuse.
    - Quelle masse de sulfate de fer (II) heptahydraté (FeSO4, 7 H2O ) faut -il peser pour préparer 500mL de la solution ferreuse étudiée ?
    - Décrire le mode opératoire de la prépation de cette solution.

     

corrigé
l'ion permanganate MnO4- est la forme oxydante; sa couleur est violette.

l'ion manganèse II, Mn2+ est la forme réduite; il est incolore.

5 Fe2+ = 5 Fe3+ + 5 e- oxydation du réducteur

MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4 H2O réduction de l'oxydant

dans le bilan les électrons n'apparaissent pas :

MnO4- + 8H+ +5 Fe2+ donne Mn2+ +5 Fe3+ + 4 H2O oxydo-réduction

équivalence du dosage :

avant l'équivalence l'ion permanganate est en défaut dans le bécher ; l'ion Fe2+ est en excès.

la solution dans le bécher reste incolore.

A l'équivalence les quantités des réactifs mis en présence sont dans les proportions stoéchiomètriques.

après l'équivalence, les ions Fe2+ sont en défaut, les ions permanganates ajoutés sont en excès.

la solution dans le bécher prend une teinte violette.

tableau d'évolution :


MnO4- (ajouté à la burette)
5 Fe2+ (bècher)
initial
0
n1 = 0,025 C
en cours
n2 = 0,02 V
n1 - 5 n2

0,025 C - 5*0,02 V
à l'équivalence
0,02 Ve = avancement maximal
0
C (mol/L) : concentration inconnue de la solution de sulfate de fer dans le bècher

V (L) : volume de la solution titrée ( à 0,02 mol/L) de permanganate de potassium ajouté à la burette.

à l'équivalence : 0,025 C - 5*0,02Ve = 0

C = 5*0,02 *0,0215 / 0,025 = 0,086 mol/L.

masse de solide à peser :

préparation de ½ L soit 0,086 / 2 = 0,043 mol

masse molaire du solide : 278 g/mol

masse (g) = 278*0,043 = 11,95 g.

peser le solide à l'aide d'une balance électronique de précision

dissoudre dans un peu d'eau distillée

utiliser une fiole jaugée de 500 mL et compléter jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée.

à suivre ...
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