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Physique-Chimie 1re

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Exercice corrigé




Dosage des ions dichromate

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Énoncé

Pour doser une solution orangée contenant des ions dichromate Cr2O72(aq)\text{Cr}_{2}\text{O}^{2-}_{7}(\text{aq}), on réalise une gamme de solutions étalons de concentrations différentes. Le spectrophotomètre est réglé sur une longueur d’onde de 450 nm. Les cuves utilisées pour réaliser ces mesures sont d’une largeur de 1,0 cm. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :

 Solution étalon  A  B  C  D  E
 Concentration c\bf{c} (mmol⋅L-1)  6,5  5,0  4,0  2,5  1,0
 Absorbance à 450 nm A450\bf{A_{450}}  1,9  1,46  1,25  0,73  0,29

1. Justifier le réglage du spectrophotomètre à 450 nm.

2. Tracer la courbe d’étalonnage A450=A_{450} =f(c) f(c). La loi de Beer-Lambert est-elle vérifiée ?

3. L’absorbance A450,incA_{450,\:\text{inc}} d’une solution de concentration inconnue en ions dichromate est mesurée avec le même spectrophotomètre et les mêmes réglages. La valeur est A450,inc=A_{450,\:\text{inc}} = 1,52. En déduire la valeur de la concentration c incc_{\text { inc}}.


Doc. 1
Cercle chromatique simplifié

Cercle chromatique simplifié

Analyse de l'énoncé

1. Mettre en relation le réglage du spectrophotomètre avec la couleur de la solution.

2. Repérer dans le tableau les grandeurs à porter en abscisses et en ordonnées. Écrire la loi de Beer-Lambert.

3. Utiliser la droite d’étalonnage pour déterminer la concentration d’une solution.

Pour bien répondre

1. Utiliser le cercle chromatique (doc. 1) pour déterminer la couleur absorbée.

2. Choisir une échelle adaptée aux valeurs.

3. Déterminer l’abscisse du point de la droite dont l’ordonnée est A450,inc=A_{450,\:\text{inc}} = 1,52.

Solution rédigée

1. La couleur d’une solution est la couleur complémentaire des radiations absorbées par la solution, c’est-à-dire la couleur diamétralement opposée sur le cercle chromatique. La solution est perçue de couleur jaune, c’est donc qu’elle absorbe les radiations bleues (450-500 nm).

2. Les points sont alignés. La courbe d’étalonnage est une droite passant par l’origine. AA et cc sont proportionnelles : l’équation de la droite d’étalonnage est de la forme A=kc.A = \text{k} · c. La loi de Beer-Lambert est bien vérifiée.

3. Par lecture graphique, la valeur de la concentration en ions dichromate de la solution inconnue dont l’absorbance est A450,inc=A_{450,\:\text{inc}} = 1,52 est : c inc=c_\text{ inc} = 5,2 mmol⋅L-1.


Doc. 2

Dosage des ions dichromate
Voir les réponses

15
Mise en application

1. Tracer la droite d’étalonnage pour les valeurs de concentration cc d’ions permanganate données dans le tableau ci-dessous.

 Solution étalon  A  B  C  D  E
 Concentration c\bf{c} (mmol⋅L-1)  0,05  0,10  0,15  0,20  0,25
 Absorbance A540\bf{A_{540}}  0,07  0,13  0,20  0,26  0,33


Lancer le module Geogebra

2. Déterminer la valeur de la concentration c incc_\text{ inc} de la solution dont l’absorbance mesurée est A450,inc=A_{450,\:\text{inc}} = 0,21.


3. Pour une cuve de largeur de 1,0 cm, déterminer la valeur du coefficient d’extinction molaire ϵ540\epsilon_{540}.
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