Exercices




Suivi d’une réaction chimique

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16
Titrage de l’eau oxygénée

RAI/MOD : Décrire l’état initial et l’état final

On réalise le titrage de l’eau oxygénée par une solution de permanganate de potassium. On définit ainsi le réactif titré (eau oxygénée) et le réactif titrant (permanganate de potassium). L’équation de la réaction est la suivante :

2MnO4(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq)2 \,\mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+5 \,\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+6\, \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(l)2\, \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+5\, \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})+8\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})


Remplacer les pointillés par les signes : >\gt, <\lt ou ==.

Avant équivalence
À équivalence
Après équivalence
n0(H2O2)5xmax...0n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})-5 x_{\max }\:...\: 0 
n0(H2O2)5xmax...0n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})-5 x_{\max } \:...\: 0 
n0(H2O2)5xmax...0n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2})-5 x_{\max }\:...\: 0 
n0(MnO4)2xmax...0n_{0}(\mathrm{MnO}_{4}^{-})-2 x_{\max }\:...\: 0 
n0(MnO4)2xmax...0n_{0}(\mathrm{MnO}_{4}^{-})-2 x_{\max }\:...\: 0 
n0(MnO4)2xmax...0n_{0}(\mathrm{MnO}_{4}^{-})-2 x_{\max }\:...\: 0 
5n0(MnO4)...2n0(H2O2)5 n_{0}(\text{MnO}_{4}^{-})\:...\: 2 n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}) 
5n0(MnO4)...2n0(H2O2)5 n_{0}(\text{MnO}_{4}^{-})\:...\: 2 n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}) 
5n0(MnO4)...2n0(H2O2)5 n_{0}(\text{MnO}_{4}^{-})\:...\: 2 n_{0}(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}) 
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15
Coefficient stœchiométrique

RAI/MOD : Ajuster l’équation

Ajuster les équations de réaction suivantes :

a. C3H8+\mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{8}\:+ O2\mathrm{O}_{2} \rightarrow CO2+\mathrm{CO}_{2}\:+ H2O\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}.

b. SO2+\mathrm{SO}_{2}\:+ H2S\mathrm{H}_{2} \mathrm{S} \rightarrow S+\mathrm{S}\:+ H2O\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}.

c. Zn2++\mathrm{Zn}^{2+}\:+ HO\mathrm{HO}^{-} \rightarrow Zn(OH)2\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_{2}.

d. I2+\mathrm{I}_{2}\:+ S2O32\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}^{2-} \rightarrow I+\mathrm{I}^{-}\:+ S4O62\mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}^{2-}.

e. Fe+\mathrm{Fe}\:+ O2\mathrm{O}_{2} \rightarrow Fe2O3\mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}.

Une notion, trois exercices


DIFFÉRENCIATION
Savoir-faire : Suivre un titrage colorimétrique
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18
Titrage des ions hydroxyde

RAI/MOD : Déterminer une quantité de matière

On cherche à titrer les ions hyrdoxyde HO(aq)\text{HO}^{-}(\text{aq}) d’un déboucheur de canalisation par l’acide chlorhydrique. L’équation support de la réaction est H+(aq)+HO(aq)H2O(l)\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}).

1. Construire le tableau d’avancement avant l’équivalence.
Couleurs
Formes
Dessinez ici


2. Construire le tableau d’avancement après l’équivalence.
Couleurs
Formes
Dessinez ici
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19
Titrage du peroxyde d’hydrogène

RAI/MOD : Déterminer une quantité de matière

On cherche à titrer une solution d’eau oxygénée (solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène H2O2\text{H}_{2}\text{O}_{2}) par le permanganate de potassium KMnO4\mathrm{KMnO}_{4}. L’équation de la réaction support du titrage est :

5H2O2(aq)+2MnO4(aq)+6H+(aq) 5 \,\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+2\, \mathrm{MnO}_{4}^{-}(\mathrm{aq})+6\, \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) 2Mn2+(aq)+8H2O(l)+5O2(g).\rightarrow 2\, \mathrm{Mn}^{2+}(\mathrm{aq})+8\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+5\, \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}).


1. Construire le tableau d’avancement de la réaction de l’équivalence.
Couleurs
Formes
Dessinez ici


2. La quantité d’ions permanganate introduit à l’équivalence est n=4,2n = 4\text{,}2 mol. Déterminer la quantité de peroxyde d’hydrogène titrée.

17
Titrage des ions chlorure

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RAI/MOD : Déterminer une quantité de matière

Le dosage des ions chlorure Cl\text{Cl}^{-} peut se faire par les ions argent Ag+\text{Ag}^{+}.

1. Compléter le tableau d’avancement suivant.

Tableau d'avancement
1
2
3
4


2. Est-on avant ou après équivalence ?

Pour commencer

Les échanges d’énergie

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13
Titrage d’un lait

APP : Extraire l’information utile sur supports variés

On réalise le titrage de l’acide lactique par l’hydroxyde de sodium. L’expérience est suivie par pH-métrie. Le volume équivalent est égal à 15,2 mL et le pH à l’équivalence est égal à 8,0.

Donner l’indicateur coloré à choisir. Justifier.


Indicateur coloré
Couleur d’acide
Zone de virage pH
Couleur basique
Rouge de méthyle
Rouge
4,4 \bf{-} 6,2
Jaune
Bleu de thymol
Jaune
8,0 \bf{-} 9,6
Bleu
Jaune d’Alizarine
Jaune
10,0 \bf{-} 12,0
Rouge

Doc. 1
Les couleurs de l’éthylotest

Couleur des espèces chimiques :
  • C2H6O\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O} : incolore ;
  • Cr2O72\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-} : orange ;
  • Cr3+\mathrm{Cr}^{3+} : vert ;
  • C2H4O2\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2} : incolore.
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12
Les ions chlorure

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Eau de source


On réalise le titrage de 25,025\text{,}0 mL de l’eau Minérals par une solution de nitrate d’argent à 2,5×1022\text{,}5 \times 10^{-2} mol·L-1. On ajoute 1,01\text{,}0 mL de chromate de potassium qui donne une teinte jaune à la solution avant l’équivalence et rouge après l’équivalence.

1. Comment repérer l’équivalence ?


2. Déterminer la concentration en ions chlorure obtenue lors du titrage.


Minerals, une eau minérale riche en minéraux


Données

  • Masse molaire du chlore : M(Cl)=35,5M(\mathrm{Cl})=35\text{,}5 g·mol-1 ;
  • Volume équivalent : VE=9,0V_{\mathrm{E}}=9\text{,}0 mL.
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14
Dosage de l’éthanol

RAI/MOD : Décrire l’état initial et l’état final d’un système

Les éthylotests fonctionnent à l’aide d’une réaction d’oxydoréduction mettant en jeu des espèces colorées. L’équation de la réaction chimique est la suivante :

3C2H6O(aq)+2Cr2O72(aq)+16H+(aq)3\,\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{aq})+2\,\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}(\mathrm{aq})+16\,\mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \rightarrow 3C2H4O2(aq)+4Cr3+(aq)+11H2O(l) 3 \,\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+4\, \mathrm{Cr}^{3+}(\mathrm{aq})+11\, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})