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Physique-Chimie
Matières et ses transformations
Difficulté 3
Le « pied d'athlète » est une infection cutanée. Les sportifs en sont fréquemment atteints en raison de la transpiration des pieds. Une solution aqueuse S\mathbf{S} de permanganate de potassium de concentration en ions permanganate MnO4−(aq)\mathrm{MnO}_4^{-}(\mathrm{aq}) voisine de 3×10−3 mol⋅L−13 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{L}^{-1} permet de soigner cette infection. L'équation de la réaction support du titrage des ions permanganate par les ions fer (II) s'écrit :
MnO4−(aq)+5Fe2+(aq)+8H+(aq)→Mn2+(aq)+5Fe3+(aq)+4H2O(ℓ)\mathrm{MnO}_4^{-}(\mathrm{aq})+5 \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})+8 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+5 \mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\ell)
MnO4−(aq)+5Fe2+(aq)+8H+(aq)→Mn2+(aq)+5Fe3+(aq)+4H2O(ℓ)\mathrm{MnO}_4^{-}(\mathrm{aq})+5 \mathrm{Fe}^{2+}(\mathrm{aq})+8 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+5 \mathrm{Fe}^{3+}(\mathrm{aq})+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\ell)
\quad. Identifier les réactifs titrant et titré.
\quad. a. Dans quelle verrerie place-t-on généralement la solution titrante ? la solution titrée ? b. Lors de ce titrage, pourquoi ne doit-on pas procéder ainsi ?
\quad. Schématiser et légender le dispositif de titrage permettant de déterminer la concentration en ions permanganate MnO4−(aq)\mathrm{MnO}_4^{-}(\mathrm{aq}) de la solution S\mathrm{S}.
\quad. a. Comment repère-t-on visuellement l'équivalence de ce titrage? b. Établir la relation entre les quantités n0(Fe2+)n_0\left(\mathrm{Fe}^{2+}\right) et les nE(MnO4−)n_{\mathrm{E}}\left(\mathrm{MnO}_4^{-}\right) à l'équivalence.
Données:
\quad. Une solution de sulfate de fer (II) est quasiment incolore.
\quad. Une solution de sulfate de fer (III) est jaune clair.
\quad. Une solution de permanganate de potassium est violette.
\quad. Les solutions aqueuses d'ions hydrogène H+(aq)\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) et d'ions manganèse Mn2+(aq)\mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq}) sont incolores.
\quad. En milieu acide, les ions MnO4−\mathrm{MnO}_4^{-}(aq) réagissent avec les ions Mn2+\mathrm{Mn}^{2+} (aq) pour former un précipité marron de dioxyde de manganèse MnO2( s)\mathrm{MnO}_2(\mathrm{~s}). Cette réaction est lente.
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Physique-Chimie
Matières et ses transformations
Difficulté 3
L'acide citrique noté AH3(aq)\mathrm{AH}_3(\mathrm{aq}) est dosé par les ions hydroxyde HO−(aq)\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) d'une solution d'hydroxyde de sodium. L'équation de la réaction support du titrage s'écrit :
AH3(aq)+3HO−(aq)→A3−(aq)+3H2O(ℓ)\mathrm{AH}_3(\mathrm{aq})+3 \mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{A}^{3-}(\mathrm{aq})+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\ell)
AH3(aq)+3HO−(aq)→A3−(aq)+3H2O(ℓ)\mathrm{AH}_3(\mathrm{aq})+3 \mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{A}^{3-}(\mathrm{aq})+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\ell)
\quad. Parmi les relations suivantes, identifier celle qui correspond à l'équivalence du titrage étudié : Relation a : n0(AH3)3=nE(HO−)1\frac{n_0\left(\mathrm{AH}3\right)}{3}=\frac{n{\mathrm{E}}\left(\mathrm{HO}^{-}\right)}{1} Relation b : n0(AH3)1=nE(OH−)3\frac{n_0\left(\mathrm{AH}3\right)}{1}=\frac{n{\mathrm{E}}\left(\mathrm{OH}^{-}\right)}{3}
\quad. Le volume de la solution titrée est V1=10,0 mLV_1=10,0 \mathrm{~mL}, le volume de solution titrante, de concentration C2=2,5×10−3 mol⋅L−1C_2=2,5 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{L}^{-1}, versé à l'équivalence est VE=13,8 mLV_E=13,8 \mathrm{~mL}. Calculer la concentration du réactif titré.
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Physique-Chimie
Matières et ses transformations
Difficulté 3
On dose une solution aqueuse incolore de dioxyde de soufre SO2(aq)\mathrm{SO}_2(\mathrm{aq}) par une solution aqueuse de diiode I2(aq)\mathrm{I}_2(\mathrm{aq}). L'équation de la réaction support du titrage s'écrit :
I2(aq)+SO2(aq)+2H2O(ℓ)→2I−(aq)+SO42−(aq)+4H+(aq)\mathrm{I}_2(\mathrm{aq})+\mathrm{SO}_2(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\ell) \rightarrow 2 \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq})+4 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})
I2(aq)+SO2(aq)+2H2O(ℓ)→2I−(aq)+SO42−(aq)+4H+(aq)\mathrm{I}_2(\mathrm{aq})+\mathrm{SO}_2(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\ell) \rightarrow 2 \mathrm{I}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq})+4 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})
Une solution aqueuse de diiode est jaune orangée.
\quad. Identifier les réactifs titré et titrant.
\quad. Identifier le réactif limitant : a. avant l'équivalence ; b. après l'équivalence.
\quad. Prévoir le changement de couleur de la solution dans le bécher à l'équivalence du titrage.
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