Titrages colorimétriques

Exercice 1 : Questions de cours (5 points)

Question 1 (1 point)

Définir avec vos propres mots ce qu'est un dosage par titrage.

Question 2 (1,5 points)

Quelles sont les trois caractéristiques essentielles d'une réaction chimique pour qu'elle puisse être utilisée comme réaction support d'un titrage ?

Question 3 (1,5 points)

Expliquer ce qu'est l'équivalence d'un titrage. Comment la repère-t-on visuellement lors d'un titrage colorimétrique ?

Question 4 (1 point)

Citer les deux éléments de verrerie de précision indispensables pour réaliser un titrage et préciser leur rôle.

Exercice 2 : Titrage du diiode en solution (7 points)

On souhaite déterminer la concentration molaire $C_{I_2}$ d'une solution aqueuse de diiode $I_2$, de couleur brune. Pour cela, on réalise le titrage d'un volume $V_{I_2} = 20,0 \text{ mL}$ de cette solution par une solution incolore de thiosulfate de sodium $(2Na^+ + S_2O_3^{2-})$ de concentration molaire $C_S = 0,100 \text{ mol} \cdot L^{-1}$.

La réaction support du titrage est :

$I_2(aq) + 2 S_2O_3^{2-}(aq) \rightarrow 2 I^-(aq) + S_4O_6^{2-}(aq)$

Les ions iodure $I^-$ et tétrathionate $S_4O_6^{2-}$ sont incolores en solution. Le volume versé à l'équivalence est $V_E = 12,4 \text{ mL}$.

Question 1 (1 point)

Identifier le réactif titré et le réactif titrant.

Question 2 (1 point)

Décrire le changement de couleur observé dans le bécher (ou l'erlenmeyer) qui permet de repérer l'équivalence.

Question 3 (2 points)

Établir la relation entre la quantité de matière de diiode initialement présente $n_{I_2}$ et la quantité de matière d'ions thiosulfate versée à l'équivalence $n_{S,E}$.

Question 4 (3 points)

Calculer la concentration molaire $C_{I_2}$ de la solution de diiode.

Exercice 3 : Dosage d'un produit anti-mousse (8 points)

Un produit anti-mousse pour gazon contient des ions fer(II), $Fe^{2+}(aq)$. On souhaite vérifier la concentration de ces ions. Pour cela, on titre un volume $V_A = 10,0 \text{ mL}$ de la solution d'anti-mousse (préalablement diluée et acidifiée) par une solution de permanganate de potassium $(K^+ + MnO_4^-)$ de concentration $C_B = 2,00 \times 10^{-2} \text{ mol} \cdot L^{-1}$. Le volume de solution de permanganate de potassium versé pour atteindre l'équivalence est $V_E = 15,5 \text{ mL}$.

L'ion permanganate $MnO_4^-(aq)$ est de couleur violette, tandis que l'ion manganèse $Mn^{2+}(aq)$ est incolore. Les ions fer(II) $Fe^{2+}(aq)$ et fer(III) $Fe^{3+}(aq)$ sont quasi incolores aux concentrations utilisées.

Données :

• Couple oxydant/réducteur 1 : $MnO_4^-(aq) / Mn^{2+}(aq)$

• Couple oxydant/réducteur 2 : $Fe^{3+}(aq) / Fe^{2+}(aq)$

Question 1 (2 points)

Écrire les demi-équations électroniques pour chaque couple en milieu acide (faisant intervenir des ions $H^+$).

Question 2 (2 points)

En déduire l'équation de la réaction d'oxydo-réduction support du titrage entre les ions permanganate et les ions fer(II).

Question 3 (1 point)

Quel est le changement de couleur observé à l'équivalence ? Justifier.

Question 4 (3 points)

Déterminer la concentration $C_A$ en ions fer(II) dans la solution testée. Détailler le raisonnement.