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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 575 — #583
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Exercices
S’ENTRAÎNER
2. Écrire la réaction chimique se déroulant dans le bécher.
3. Exprimer de deux façons différentes le potentiel d’une électrode de platine plongeant dans
la solution.
4. Calculer la constante de la réaction chimique qui se déroule dans le bécher à 298 K.
5. Calculer les concentrations à l’équilibre chimique. Commenter.
Données à 298 K : E ◦ (Ag
+ /Ag(s)) = 0,80 V ; E ◦ (Fe
3+ /Fe
2+ ) = 0,77 V.
9.4 Influence de la complexation (#)
Calculer à 298 K le potentiel d’électrode d’une électrode de platine plongeant dans une solution constituée d’un mélange équimolaire (c 0 = 1,0.10 −2 mol·L −1 ) de nitrate ferreux (Fe 2+ )
et de nitrate ferrique (Fe 3+ ) en présence d’acide sulfurique. Celui-ci fixe la concentration en
ions sulfate à la concentration c
0 = 1,0 mol·L −1 .
Données à 298 K : E ◦ (Fe
3+ /Fe
2+ ) = 0,77 V.
• Fe 2+ + SO
2–
4
=
[Fe(SO 4 )]
β II = 10 2,6
• Fe 3+ + SO
2–
4
=
[Fe(SO 4 )]
+
β III = 10 4,1 .
9.5 Étalonnage d’une solution d’ions permanganate (Agro-Véto) (##)
Alerté par la présence d’un dépôt foncé (MnO 2 (s)) sur les parois d’une bouteille contenant
une solution de permanganate de potassium K + ,MnO
–
4 (dont la concentration initiale était de
0,03 mol·L −1 ) on désire vérifier la concentration cette solution.
Protocole : On introduit à 298 K une masse m 0 = 127,2 mg d’oxalate de sodium (2 Na + ,C 2 O
2–
4 )
dans 25 mL d’une solution aqueuse acide puis une pointe de spatule de chlorure de manganèse(II) (MnCl 2 ). L’ensemble est titré par une solution de K + ,MnO
–
4 de concentration c 0 . On
mesure un volume v eq = 18,7 mL à l’équivalence. Lors de la réaction, aucune formation de
solide (MnO 2 (s)) n’est observée.
1. Écrire l’équation de la réaction de titrage admettant comme réactif les anions permanganate et oxalate ainsi que les cations H + . Calculer sa constante d’équilibre à 298 K.
2. Comment l’équivalence est-elle repérée ?
3. Le protocole indique que l’on ajouté une pointe de spatule de chlorure de manganèse(II)
(dont la quantité de matière n’est pas maîtrisée). Quel est le rôle du chlorure de manganèse
ainsi ajouté ?
4. La mesure de m 0 est réalisée sur une balance précise à ±0, 1 mg près. La burette utilisée
est de classe A et affiche une précision de ±0,03 mL. En utilisant la formule de propagation
des incertitudes, exprimer la concentration c 0 et l’incertitude sur sa mesure.
Données à 298 K : E ◦ (MnO
−
4 /Mn
2+ ) = 1,51 V ; E ◦ (CO 2 (g)/C 2 O
2−
4 ) = −0,49 V.
Masse molaire de l’oxalate de sodium (2 Na + ,C 2 O
2–
4 ) : M = 134,0 g·mol −1 .
9.6 Titrage potentiométrique (d’après ENS) (##)
On réalise à 298 K le titrage d’une solution (volume v 0 = 20,0 mL) contenant des ions
étain(II) Sn
2+ (concentration c 0 ) par une solution d’ions fer(III) Fe 3+ (concentration c =
1,00.10 −1 mol·L −1 ). On désire suivre ce titrage par potentiométrie.
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S’ENTRAÎNER
2. Écrire la réaction chimique se déroulant dans le bécher.
3. Exprimer de deux façons différentes le potentiel d’une électrode de platine plongeant dans
la solution.
4. Calculer la constante de la réaction chimique qui se déroule dans le bécher à 298 K.
5. Calculer les concentrations à l’équilibre chimique. Commenter.
Données à 298 K : E ◦ (Ag
+ /Ag(s)) = 0,80 V ; E ◦ (Fe
3+ /Fe
2+ ) = 0,77 V.
9.4 Influence de la complexation (#)
Calculer à 298 K le potentiel d’électrode d’une électrode de platine plongeant dans une solution constituée d’un mélange équimolaire (c 0 = 1,0.10 −2 mol·L −1 ) de nitrate ferreux (Fe 2+ )
et de nitrate ferrique (Fe 3+ ) en présence d’acide sulfurique. Celui-ci fixe la concentration en
ions sulfate à la concentration c
0 = 1,0 mol·L −1 .
Données à 298 K : E ◦ (Fe
3+ /Fe
2+ ) = 0,77 V.
• Fe 2+ + SO
2–
4
=
[Fe(SO 4 )]
β II = 10 2,6
• Fe 3+ + SO
2–
4
=
[Fe(SO 4 )]
+
β III = 10 4,1 .
9.5 Étalonnage d’une solution d’ions permanganate (Agro-Véto) (##)
Alerté par la présence d’un dépôt foncé (MnO 2 (s)) sur les parois d’une bouteille contenant
une solution de permanganate de potassium K + ,MnO
–
4 (dont la concentration initiale était de
0,03 mol·L −1 ) on désire vérifier la concentration cette solution.
Protocole : On introduit à 298 K une masse m 0 = 127,2 mg d’oxalate de sodium (2 Na + ,C 2 O
2–
4 )
dans 25 mL d’une solution aqueuse acide puis une pointe de spatule de chlorure de manganèse(II) (MnCl 2 ). L’ensemble est titré par une solution de K + ,MnO
–
4 de concentration c 0 . On
mesure un volume v eq = 18,7 mL à l’équivalence. Lors de la réaction, aucune formation de
solide (MnO 2 (s)) n’est observée.
1. Écrire l’équation de la réaction de titrage admettant comme réactif les anions permanganate et oxalate ainsi que les cations H + . Calculer sa constante d’équilibre à 298 K.
2. Comment l’équivalence est-elle repérée ?
3. Le protocole indique que l’on ajouté une pointe de spatule de chlorure de manganèse(II)
(dont la quantité de matière n’est pas maîtrisée). Quel est le rôle du chlorure de manganèse
ainsi ajouté ?
4. La mesure de m 0 est réalisée sur une balance précise à ±0, 1 mg près. La burette utilisée
est de classe A et affiche une précision de ±0,03 mL. En utilisant la formule de propagation
des incertitudes, exprimer la concentration c 0 et l’incertitude sur sa mesure.
Données à 298 K : E ◦ (MnO
−
4 /Mn
2+ ) = 1,51 V ; E ◦ (CO 2 (g)/C 2 O
2−
4 ) = −0,49 V.
Masse molaire de l’oxalate de sodium (2 Na + ,C 2 O
2–
4 ) : M = 134,0 g·mol −1 .
9.6 Titrage potentiométrique (d’après ENS) (##)
On réalise à 298 K le titrage d’une solution (volume v 0 = 20,0 mL) contenant des ions
étain(II) Sn
2+ (concentration c 0 ) par une solution d’ions fer(III) Fe 3+ (concentration c =
1,00.10 −1 mol·L −1 ). On désire suivre ce titrage par potentiométrie.
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