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Devoir de chimie : dosage colorimétrique

    31 mars 2018 à 18:40:29

    Bonjour,
    J'ai un devoir de chimie portant sur le dosage colorimétrique.
    Nous venons de commencer ce chapitre, je ne cherche pas à obtenir des réponses sans comprendre mais au contraire, être aiguillé sur le raisonnement.
    M. Martin possède et puits et souhaiterait élargir son usage à sa consommation d'eau. Il décide cependant de faire analyser cette eau car il a entendu dire qu'il y a un surplus de fer dans quelques régions.
    A l'aide des documents suivants fournis par les techniciens, rédigez un rapport concernant l'analyse de l'eau prélevée.
    Vous y développerez votre protocole de dosage et conclurez quant à la possibilité pour M. Martin de consommer cette eau.
    Document 1 : Effets sur l'organisme
    Le fer est un composant de l'organisme, en petite quantité, il est bénéfique, notamment pour le sang. Un dosage faible (0,2 mg/L maximum) ne présente aucun risque pour la santé, mais au delà de cette limite, le fer devient rapidement dangereux.
    Document 2 : Données
    L'eau du puits sera diluée 10 fois.
    Ensuite un dosage de 20 mL de cette eau diluée à l'aide d'une solution de permanganate de potassium (K+(aq)+MnO4-(aq)), de concentration C=2,00*10^{-3} mol/L sera effectué.
    L'équation de support au dosage est :
    MnO_4^{-} + 5Fe^{2+}  + 8H^{+} ---> Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O
    L'ion permanganate MnO4-(aq) est rose, l'ion manganèse Mn2+(aq) est incolore.
    Le volume équivalente est V_E = 12,0 mL.
    M(Fe) = 56g/mol
    Document 3 : Matériel disponible
    - un échantillon d'eau du puits ;
    - une solution aqueuse solution de permanganate de potassium (K+(aq)+MnO4-(aq)), de concentration C=2,00*10^{-3} mol/L ;
    - 1 burette graduée ;
    - 1 agitateur magnétique avec barreau aimanté ;
    - 1 bécher de 100 mL ;
    - 1 fiole jaugée de 100 mL, 1 fiole jaugée de 50 mL ;
    - 1 pipette jaugée de 20,0 mL ; 1 pipette jaugée de 5,0 mL ;
    - 1 pipeteur ;
    - eau distillée.
    Je ne cherche pas à recevoir une réponse toute faite sans rien comprendre, mais au contraire progresser sur ce type de devoir.
    => Par conséquent où dois-je commencer ?
    Bonne soirée.
    Krayz

    -
    Edité par Krayz13 31 mars 2018 à 18:45:25

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      31 mars 2018 à 20:22:29

      Bonjour,

      Tu es en quelle classe ? Terminale S je suppose ? Tu as déjà fait des dosages (en cours ou en TP) ? Si la réponse est non, il vaut mieux bien se renseigner sur le dosage avant de commencer.

      La première fois un dosage c'est toujours un peu long. Ce DM peut te prendre du temps mais ne t'inquiètes pas avec l'habitude ça ira beaucoup plus vite les prochaines fois.

      Déjà il y a des informations importantes à repérer dans ton sujet (pas besoin de chercher ailleurs en principe) :

      - Quelle est la concentration de fer maximale pour boire l'eau ?

      - L'eau du puis sera-t-elle dosée directement, ou les documents indiquent-ils une préparation avant ? Si oui, tu peux expliquer le protocole pout cette préparation.

      - Passons maintenant au dosage. De quel type de dosage va-t-on avoir besoin : par couleur, par pH, par conductance ? Pour identifier cela il faut regarder l'équation et les propriétés des éléments avant et après réaction. Le titre du devoir aide pas mal ^^

      - Qui sera dans la burette et qui sera dans le bécher ? Y-a-t-il une concentration que l'on connait, si oui laquelle et combien vaut elle ?

      - Déjà tu peux faire un schéma quand tu en es là et on verra pour la suite ^^

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        1 avril 2018 à 17:54:49

        Bonjour,


        Merci de m'avoir répondu !

        En effet, je suis en terminale S et c'est la première fois que l'on fait un dosage.


        Protocole :


        Prélever 5 mL d'eau du puits avec une pipette, puis introduire le tout dans le jaugé de 50 mL. Puis remplir le jaugé avec une solution d'acide sulfurique diluée jusqu'au trait de jauge (de concentration peut-être 0.1 molaire ??). Bien agiter pour homogénéisé. 
        Prélever 20 mL de ce mélange avec une pipette puis mettre dans un bécher de 100 mL. 
        Remplir la burette de permanganate 0.002 M. Laisser couler goutte à goutte ce permanganate dans le bécher. Au début les gouttes roses se décolorent en tombant dans le liquide, car les ions Fe2+ qu'elle contient détruisent le permanganate. Mais quand on arrive à 12 mL, les gouttes ne se décolorent plus, et le liquide devient entièrement rose. A ce moment, tu rajouter un nombre de moles de permanganate de n = CV = 0.002 mol/L · 0.012 L = 2.4*10^{-5} mol.
        En tirer le nombre de moles de fer Fe2+ qu'il y avait dans le bécher, donc la masse de fer, donc la masse de fer dans un litre d'eau du puits. Le résultat devrait être inférieur à 0.2 mg/L, pour que l'eau soit potable.


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          1 avril 2018 à 18:53:24

          Bonjour,

          Super, tu as beaucoup avancé ! Malheureusement l'image ne s'affiche pas chez moi :(

          Oui si c'est la première fois que tu fais un dosage c'est forcément un peu compliqué ^^

          Quelques remarques :

          - Globalement c'est juste, y'a pas de grosse erreur

          - Je pense que quand tu fais la dilution de l'eau du puits ta méthode marche, mais le problème c'est qu'on va jeter les 30 mL restants, on va faire partir à la poubelle de l'acide qui coûte cher (à acheter et à recycler). Ca serait dommage. Tu peux utiliser de l'eau distillée à la place de l'acide,  ensuite une fois dans le bécher ajouter une quantité d'acide sulfurique en excès (c'est à dire beaucoup plus que le besoin, ici quelques mL d'acide à 0,1 mol/L suffiront).

          - Une fois qu'on a trouvé le nombre de mol de permanganate ajouté, il faut trouver le nombre de Fe2+ qui ont été détruits. Ce n'est pas évident, il faut regarder l'équation de réaction. Pour chaque MnO4- ajouté, on détruit combien de Fe2+ ? Donc si on a ajouté \(2,4*10^{-5}\) moles de MnO4-, ça fait combien de Fe2+ détruits ?

          - Si on a détruit cette quantité de Fe2+ dans 20mL, quelle quantité il y a dans un litre (ça se fait proportionnellement) ? Du coup ça te donne la concentration en Fe2+ et là tu peux dire si c'est bon à boire ou pas :)

          En tout cas tu as bien avancé c'est génial ^^

          -
          Edité par Bibou34 1 avril 2018 à 18:53:43

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            1 avril 2018 à 19:34:26

            Bonsoir Bibou,

            Merci à vous :)

            Concernant les Fe2+, dois-je faire un tableau d'avancement ?

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              1 avril 2018 à 19:52:26

              Bonjour,

              Ça peut être un moyen d’y arriver. Un moyen plus rapide est de remarquer que pour chaque MnO4-, on consomme 5 Fe2+. Donc il y a 5 fois plus de Fe2+ que de MnO4- ajouté.

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                1 avril 2018 à 20:11:44

                En effet !

                Donc n(Fe2+)=5n(MnO4-) ?

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                  1 avril 2018 à 20:17:23

                  Oui, donc c’est \(1,2*10^{-4}\) moles de Fe2+ dans les 20mL analysés si j’ai pas fait d’erreur. Reste à savoir combien ça fait pour 1 L d’eau du puits (sachant qu’on l’a diluée par 10 avant analyse). Et voir si c’est inférieur à la limite.

                  -
                  Edité par Bibou34 1 avril 2018 à 20:18:34

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                    1 avril 2018 à 20:57:34

                    On multiplie donc par 10 ?
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                      2 avril 2018 à 0:41:07

                      On a trouvé \(1,2*10^{-4}\) moles de Fe2+ dans 20 mL dans l'eau dosée (celle de puits après dilution). Déjà il faudrait regarder combien ça fait dans 1L d'eau dosée, proportionnellement (donc fois 50, car 50*20mL = 1L). Ca va te donner un nombre de mol par litre.

                      Ensuite en effet, comme on a dilué l'eau du puits par un facteur 10, cette quantité dans 1L d'eau dosée il faut la multiplier par 10. Ca te donne le nombre de mol par litre de fer dans l'eau du puits.

                      Tu pourras facilement faire la correspondance en grammes par litre (en cherchant sur internet ou dans un livre la masse d'une mole de fer). Et tu sauras si c'est plus ou moins que 0,2 mg :)

                      Par contre, moi j'ai fait les calculs et je trouve l'énorme valeur de 3,36 g/L dans l'eau du puits. Ca me parait beaucoup trop, mais j'ai demandé à un ami et il trouve pareil que moi. Je ne sais pas quoi penser.

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                        3 avril 2018 à 21:30:18

                        C'était bien juste :)

                        • Voici ce que j'ai proposé : https://www.noelshack.com/2018-14-2-1522776148-capture.png

                        -
                        Edité par Krayz13 3 avril 2018 à 21:31:24

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                          3 avril 2018 à 23:22:36

                          C'est très bien. Les calculs sont juste, mon ami avait fait pareil et moi aussi. Et bravo pour la mise en page ^^ Clair et concis.

                          Je pense qu'il faut ajouter de l'acide (tu parlais d'acide sulfurique). Je n'en vois pas dans la liste du matériel qui t'es donné, donc peut être que vous n'en avez pas parlé en cours et que le professeur ne le demande pas. Mais si j'avais à faire ce dosage, je rajouterais quelques gouttes d'acide dans le bécher car il y en a besoin pour la réaction. A toi de voir si vous en avez parlé en cours ou pas.

                          Si tu fais beaucoup de mise en page de documents scientifiques et si tu es amené à en faire d'autres plus tard (par exemple si tu continue dans une formation en sciences), tu peux regarder LaTeX, c'est un langage qui permet de faire ce type de documents facilement. Tu peux l'utiliser avec le site ShareLatex qui évite d'avoir à l'installer. Ca donne quelque chose comme ça. Mais si tu ne fais pas de sciences après ton bac, l'investissement en temps pour apprendre n'en vaut pas la peine.

                          -
                          Edité par Bibou34 3 avril 2018 à 23:22:56

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                          • Partager sur Twitter
                            3 avril 2018 à 23:28:34

                            Merci à vous :)

                            Concernant l'acide, nous n'en avons pas parlé et ce n'était pas demandé :)

                            Je connais le langage LaTeX oui mais là j'ai présenté mon DS sur Word :)

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                              4 avril 2018 à 0:23:59

                              Ok génial :) J'espère que t'auras une super note parce que ça le vaut bien ^^

                              Même en CPGE je connais beaucoup d'étudiants qui travaillent sous Word ce n'est pas un problème.

                              -
                              Edité par Bibou34 4 avril 2018 à 0:24:52

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                                11 avril 2018 à 15:03:21

                                Bonjour,

                                J'ai eu 7,5/10. Ça me paraît assez cohérent avec ce que j'ai l'habitude de faire dans cette matière :)

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