Exercice III Dosage du cuivre dans un laiton (4 points)

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EXERCICE III - DOSAGE DU CUIVRE DANS UN LAITON (4 points) 1. Attaque acide du laiton 1.1. La solution d'acide nitrique utilisée est concentrée, le port de
gants, de lunettes de protection et d'une blouse est obligatoire. Le fait
qu'il y ait des vapeurs toxiques nécessite de travailler sous hotte. 1.2. Oxydation Cu(s) = Cu2+(aq) + 2 e(
(×3)
Réduction NO3((aq) + 4 H+(aq) + 3 e( = NO(g) + 2
H2O(l) (×2) 3 Cu(s) + 2 NO3((aq) + 8 H+(aq) = 3 Cu2+(aq) + 2
NO(g) + 4 H2O(l) 2. Dosage des ions cuivre (II) 2.1.1 Il faut un becher contenant la solution (S) et on utilise une pipette
jaugée de 10,0 mL pour le prélèvement.
Quand on ajoute de l'iodure de potassium, on peut utiliser une éprouvette
graduée de 10 mL. 2.1.2 Les ions cuivre (II) doivent être totalement consommés lors de la
réaction (2) pour cela les ions iodure doivent être introduits en excès. 2.1.3 2.2. Il s'agit d'un titrage indirect, les ions cuivre (II) réagissent dans
un premier temps avec de l'iodure de potassium. On dose ensuite le diiode
formé par une solution de thiosulfate de sodium. 2.3. On peut envisager un dosage colorimétrique par étalonnage, en
utilisant un spectrophotomètre. Les ions cuivre (II) étant la seule espèce
colorée, l'absorbance de la solution sera proportionnelle à leur
concentration d'après la loi de Beer-Lambert.
2.4.1. 2.4.2. Réaction support du titrage : I2(aq) + 2 S2O32-(aq) = 2 I ((aq) +
S4O62-(aq) réaction 3
À l'équivalence les réactifs sont introduits dans les proportions
st?chiométriques.
L'empois d'amidon forme un complexe bleu foncé en présence de diiode, or
celui-ci est totalement consommé, la coloration bleu foncé disparaît. 2.4.3. D'après l'équation de la réaction 3, à l'équivalence : [pic]= [pic]
[pic]= [pic] 2.4.4. D'après l'équation de la réaction 2 (2 Cu2+(aq) + 4 I -(aq) = 2
CuI(s) + I2(aq)), on a [pic]= [pic]
[pic] =
[pic]
[pic]=
[pic] 2.5. D'après la réaction 1 (3 Cu(s) + 2 NO3((aq) + 8 H+(aq) = 3 Cu2+(aq) +
2 NO(g) + 4 H2O(l)), on a [pic] donc [pic].
nS = C.VE
nS = 0,100 × 11,1×10-3 = 1,11×10-3 mol de cuivre. 3. Pourcentage massique en cuivre dans le laiton
3.1. V = 10,0 mL de solution S ( nS mol de cuivre consommée.
VT = 100,0 mL de solution S ( nCu mol de cuivre contenue dans le fil
et consommée
nCu.V = nS.VT
nCu = [pic]
nCu = [pic] = 1,11×10-2 mol
mCu = nCu.M(Cu)
mCu = 1,11×10-2 ×63,5 = 0,705 g
3.2. %massique Cu = [pic]
%massique Cu = [pic] = 0,705 = 70,5 % Il s'agit d'un laiton
commercial CuZn30 (70% de
cuivre et 30% de zinc)
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Solide : iodure de cuivre (I) Entonnoir Büchner Fiole à vide Filtrat Becher contenant du diiode + empois d'amidon Agitateur magnétique Burette contenant la solution titrante de thiosulfate de sodium (2Na+(aq) +
S2O32-(aq)) avec
C = 0,100mol.L-1 Nom du montage : Filtration sous vide