La bouillie bordelaise est un pesticide fabriqué en mélangeant une solution de sulfate de cuivre et de la chaux éteinte Ca(OH)2.
Elle contient 20% en masse d'élément cuivre. Elle a été utilisée ou
l'est encore sur les arbres fruitiers avant la floraison et après
récolte. La bouillie bordelaise s'utilise aussi sur la pomme de terre,
tomate, vigne ou fraisier. D'après plusieurs articles de Wikipédia..
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Préparation
de la solution S.
Une masse m =0,50 g de bouillie bordelaise est introduite dans une fiole jaugée de volume VT
=100,0 mL dans laquelle est ajouté un volume de 20 mL d'acide
sulfurique de concentration 0,1 mol/L. Après dissolution totale de la
bouillie bordelaise, de l'eau distillée est ajoutée jusqu'au trait de
jauge puis la fiole jaugée est bouchée et agitée.
Expliquer succinctement comment peser 0,50 g de bouillie bordelaise.
Placer une coupelle sur une balance électronique au 1/100è , appuyer sur tare puis sur zéro.
A l'aide d'une spatule prélever le solide.
Quelle est la verrerie, parmi la liste suivante, qui permet de prélever un volume de 20mL
?
Becher de 1 L, éprouvette graduée de 50 mL, pipette jaugée de 50 mL.
Le volume n'étant pas très précis, on utilise l'éprouvette graduée de 50 mL.
Réaction entre les ions cuivre II et les ions iodure.
Un volume V1
= 20 mL de solution S est introduit dans un erlenmeyer muni d'une
agitation mécanique. On y ajoute 20 mL d'une solution d'iodure de
potassium de concentration 0,1 mol/L. La solution devient alors jaune.
La réaction d'oxtdoréduction mise en jeu est la suivante :
2Cu2+ (aq) + 4 I- (aq) =
I2 (aq)+2 Cu I (s) (réaction
1)
Donner les deux demi-équations d'oxydoréduction mises en jeu dans cette transformation chimique mettant en jeu les couples : Cu2+ (aq) / Cu I (s) ; I2 (aq) / I- (aq).
Cu2+ (aq) + I- + e- = Cu I (s) et 2I- (aq) = I2 (aq) + 2 e-.
Quelle est l'origine de la coloration jaune ?
Le diiode formé colore la solution en jaune brun.
On suppose que les ions iodure sont en large excès et que la réaction est totale.
Etablir la relation entre la quantité de matière d'ion cuivre II nCu2+ initialement présente et la quantité de matière de diiode formé nI2.| état | avancement (mol) | 2Cu2+ (aq) | + 4 I- (aq) | =
I2 (aq) | +2 Cu I (s) | | initial | 0 | nCu2+ | excès | 0 | 0 | | en cours | x | nCu2+-2x | x | 2x | | fin | xmax | nCu2+-2xmax = 0 | nI2=xmax | 2xmax |
nCu2+ =2xmax = 2nI2.
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Dosage.
On
ajoute 5 mL d'empois d'amidon au milieu réactionnel, puis on effectue
le dosage par une solution de thiosulfate de sodium de concentration c2 =2,0 10-2 mol/L. On trouve à l'équivalznce Véq = 15,8 mL.
L'ion thiosulfate a pour formule S2O32- (aq). Les deux couples d'oxydoréduction mis en présence sont : I2(aq) / I - (aq) et S4O62- (aq) / S2O32- (aq).
Ecrire l'équation d'oxydoréduction du dosage.I2(aq)+ 2
S2O32- (aq) = 2 I - (aq)+
S4O62- (aq) (réaction 2)On note nS2O32- la quantité de matière d'ions thiosulfate versée à l'équivalence.
Montrer que nS2O32- =nCu2+.
| état | avancement (mol) | I2(aq) | + 2
S2O32- (aq) | = 2 I - (aq) | +
S4O62- (aq) | | initial | 0 | nI2 = ½nCu2+ | nS2O32- | 0 | 0 | | en cours | x | ½nCu2+-x | nS2O32--2x | 2x | x | | à équivalence | xmax | ½nCu2+-xmax =0 | nS2O32--2xmax=0 | 2xmax | xmax |
xmax =½nCu2+ ; nS2O32-=2xmax=nCu2+.
En déduire la quantité de matière en ion cuivre II présente dans le volume V1 de solution S.
nCu2+ = c2 Véq =2,0 10-2 *15,8 10-3 =3,16 10-4 mol.
En déduire la masse d'élément cuivre, exprimée en cuivre métal, présente dans la solution S. M(Cu) = 63,5 g/mol.
5*3,16 10-4 =1,58 10-3 mol d'ion cuivre II dans 100 mL de solution S.
m = 1,58 10-3 *63,5 = 0,10 g.
Trouver
le pourcentage en masse de l'élément cuivre de la bouillie bordelaise.
Ce résultat est-il en accord avec la valeur annoncée dans le texte
d'introduction ?
0,10 g d'élément cuivre dans 0,50 g de bouillie bordelaise soit 0,10 *100/0,50 = 20%.
" Elle contient 20% en masse d'élément cuivre." : donc accord avec le texte.
Retour sur les approximations.
Calculer la quantité de matière d'ion iodure puis montrer qu'ils sont bien en large excès par rapport aux ions cuivre II.
On précise que dans les conditions stoechiométriques, la relation suivante est vérifiée : nCu2+ = ½nI-.
On y ajoute 20 mL d'une solution d'iodure de potassium de concentration 0,1 mol/L.
nI- = 0,020*0,1 = 2,0 10-3 mol ; ½ nI- =1,0 10-3 mol ; nCu2+ = 3,16 10-4 mol : ½ nI- >nCu2+ .
Le sulfate de cuivre pur contient 40 % en masse d'élément cuivre.
Comment expliquer qualitativement, par un raisonnement simple, la valeur plus faible obtenue ?
Le sulfate de cuivre solide du commerce est pentahydraté et sa pureté est inférieure à 100 % : CuSO4,5H2O. M = 63,5+32+4*16+5*18 =249,5 g/mol
%Cu = 63,5 *100/249,5 ~25 %.
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