chimie (première) · Chapitre 5 · Exercice de TD

Un comprimé de fer contient du sulfate de fer(II)

Titrages colorimétriques · Contrôle qualité et protocole · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Un comprimé de fer contient du sulfate de fer(II). On le dissout dans une fiole jaugée de $100, 0$ mL d'eau acidifiée. On prélève $V_{0} = 20, 0$ mL que l'on titre par du permanganate à $C_{T} = 1, 00 \times 1 0^{- 2} mol / L$ ; la teinte rose persiste à $V_{E} = 5, 7$ mL.

Calculer la masse de fer du comprimé ( $M_{Fe} = 55, 8 g / mol$ ) et comparer à l'étiquette : « $80$ mg de fer élément ».
Pourquoi faut-il acidifier avant de titrer ?

Corrigé de la question 1

1. Réaction support : $MnO X_{4} X^{-} + 8 H X^{+} + 5 Fe X^{2 +} Mn X^{2 +} + 4 H X_{2} O + 5 Fe X^{3 +}$ .

$n (MnO X_{4} X^{-}) = 1, 00 \times 1 0^{- 2} \times 5, 7 \times 1 0^{- 3} = 5, 7 \times 1 0^{- 5} mol,$

$n (Fe X^{2 +})_{pr e ˊ lev e ˊ} = 5 \times 5, 7 \times 1 0^{- 5} = 2, 85 \times 1 0^{- 4} mol .$

Le prélèvement représente $\frac{20 , 0}{100 , 0} = \frac{1}{5}$ de la fiole, donc le comprimé contient $5 \times 2, 85 \times 1 0^{- 4} = 1, 43 \times 1 0^{- 3}$ mol de fer, soit

$m = 1, 43 \times 1 0^{- 3} \times 55, 8 = 7, 9 \times 1 0^{- 2} g = 79 mg .$

Conforme aux $80$ mg annoncés (écart $\approx 1 %$ ).

Question 2 : comment l'IA t'aide

2. Pourquoi faut-il acidifier avant de titrer ?

Élève

Pour la question 2, je ne vois pas trop quoi répondre. Le permanganate, c'est un oxydant, non ? Mais le lien avec l'acide, je ne le fais pas.

Oui, c'est bien un oxydant. Regarde la demi-équation du couple du permanganate que tu as écrite à la question 1 : quels ions y apparaissent du côté des réactifs, à part $MnO X_{4} X^{-}$ ?

Élève

Il y a $H X^{+}$ : il en faut $8$ . Donc si on n'ajoute pas d'acide, ces $H X^{+}$ ne sont pas là... mais concrètement, qu'est-ce que ça change pour la réaction ?

Justement : si les $H X^{+}$ manquent, est-ce que la réduction du permanganate peut encore suivre exactement la demi-équation que tu as écrite ? Que se passerait-il alors du point de vue de la réaction support et de ce qu'on observe dans le bécher ?

L'IA ne donne pas la réponse : elle pose la question qui fait avancer. À toi de continuer.

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Reprends la question 2 là où le dialogue s'arrête, puis la suite de l'exercice.

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