Exercice I spé TITRAGE DES IONS CUIVRE (II)

Amérique du sud 2006 Exercice I : TITRAGE DES IONS CUIVRE (II)
Spécialité - 4 points
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1. A propos des dosages
1.1. Doser une espèce chimique consiste à déterminer la quantité de matière
de cette espèce chimique en solution.
1.2. L'ion cuivre (II) donne une coloration bleue à la solution, plus la
concentration en ions cuivre (II) est élevée et plus la coloration bleue de
la solution est marquée, plus la solution absorbe de la lumière. Ainsi pour
doser les ions cuivre (II), on peut utiliser une méthode basée sur cette
propriété :
On réalise une échelle de teintes, c'est à dire qu'on prépare
plusieurs solutions contenant des ions Cu2+ à différentes concentrations
connues.
On mesure l'absorbance A de chaque solution. On trace ensuite le
graphe de l'absorbance A en fonction de la concentration en soluté de
l'espèce chimique absorbant la lumière.
On obtient une droite passant par l'origine (Loi de Beer-Lambert).
On mesure l'absorbance de la solution de concentration inconnue et en
utilisant la droite, on en déduit sa concentration.


2. Principe du titrage
2.1. Le titrage des ions Cu2+(aq) est un titrage indirect. Ce ne sont pas
les ions cuivre (II) qui sont titrés mais le diiode formé au cours de la
réaction 1.
2.2. On doit être sûr que tous les réactifs ont été totalement consommés
afin de pouvoir déterminer leurs quantités de matière.
2.3. La transformation 2 doit être rapide pour servir de support au
titrage.
2.4. L'ion iodure est le réducteur et le diiode l'oxydant
réduction : I2(aq) + 2e- = 2 I-(aq) Couple I2(aq)
/ I-(aq)
L'ion thiosulfate est le réducteur et l'ion tétrathionate est
l'oxydant
oxydation : 2 S2O32-(aq) = S4O62-(aq) + 2e- Couple
S4O62-(aq) / S2O32-(aq)

3. Protocole.
3.1. Le volume de solution S doit être mesuré avec précision, on utilisera
de la verrerie jaugée. On prendra une pipette jaugée de 20,0 mL
3.2. La coloration brune de la solution est due au diiode.
3.3. L'empois d'amidon joue le rôle d'indicateur coloré, il donne, en
présence de diiode, une coloration bleue à la solution. Celle-ci disparaît
quand tout le diiode est consommé, ainsi on repère l'équivalence.

4. Calcul de la concentration en ions cuivre Cu2+(aq) de la solution S.
4.1. A l'équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions
st?chiométriques de la réaction de titrage. Ils sont tous deux
intégralement consommés. Avant l'équivalence, le réactif limitant est le
réactif titrant, après l'équivalence le réactif limitant est le réactif
titré. A l'équivalence, il y a changement de réactif limitant.
4.2. On considère un état initial fictif où l'on aurait versé nT mol de
thiosulfate.
| | I2(aq) + 2 S2O32-(aq) = |
| |2 I-(aq) + S4O62-(aq) |
|Initialement |n(I2) |nT |beaucoup|0 |
|En cours de |n(I2) - x |nT - 2x [pic] 0 |beaucoup|x |
|transformation |[pic]0 | | | |
|à l'équivalence |n(I2) - xE =|nT - 2xE = 0 |beaucoup|xE |
| |0 | | | |


n(I2) = xE et xE = [pic] on a donc n(I2) =
[pic]
4.3. n(I2) = [pic] = [pic]
n(I2) = [pic] = 6,00(10-5 mol
4.4. D'après la réaction 1, [pic] = n(I2) soit [pic] = n(I2) donc n0
= 2 n(I2)
n0 = 12,0(10-5 mol
4.5. [Cu2+(aq)] = [pic]
[Cu2+(aq)] = [pic] = 6,00(10-3mol.L-1