Aurélie février 2001


devoirs 1ère S : divers problèmes de chimie

dioxyde de soufre



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1

préparation acide sulfurique
  1. L’acide sulfurique peut être préparé à partir du sulfure d’hydrogène.
    Les différentes étapes sont :
    2H2S +3O2 -------- 2SO2 +2H2O (1)
    SO2 +2O2 ---------- 2SO3 (2)
    SO3 +H2O -------- H2SO4 (3)
    Quelles sont, parmi les réactions citées, celles qui sont des réactions d’oxydoréduction ?
  2. Avec le procédé de fabrication utilisé dans cet exercice, la première réaction a un rendement de 80%, la deuxième de 95%, et la troisième est totale. Quelle masse de sulfure d’hydrogène faut-il utiliser pour obtenir 1t d’acide sulfurique ?
corrigé

(1)  le nombre d'oxydation du soufre passe de -II à IV et celui de l'oxygéne passe de 0 de -II

donc oxydoréduction

(2)  le nombre d'oxydation du soufre passe de IV à VIet celui de l'oxygéne passe de 0 de -II

donc oxydoréduction

(3) pas de nombre d'oxydation qui varie donc pas d' oxydoréduction

1t d'acide sulfurique 1000kg =10 6 g

diviser par la masse molaire 98 g/mol soit 10204 mol acide sulfurique

donc 10204 mol SO3 d'après (3)

5102 mol SO2 d'après (2)

5102 mol H2S d'aprés (1)

multiplier par la masse molaire de H2S :34g/mol

0,173 tonne sans tenir compte du rendement

H2SO4
SO3
H2S
100
100 / 0,95 = 105,26
105,26 / 0,8 = 131,6

multiplier0,173 t par 1,316 = 0,227 t

 

2

dosage SO2 par MnO4-.

Pour doser une solution de dioxyde de soufre, on en prélève 20cm3, à l'aide d'une pipette, que l'on place dans un bécher. Après acidification par de l'acide sulfurique on ajoute une solution titrée de permanganate de potassium. Il faut ajouter 21,3cm3 de cette dernière pour obtenir une teinte persistante dans le bécher.

  1. Sachant que la solution de permanganate a été obtenue en dissolvant 2,37 g de permanganate de potassium KMnO4 pour obtenir un litre de solution de dioxyde de soufre. Masse molaire M(KMnO4)=158 g/mol
  2. Quel volume de dioxyde de soufre (mesuré dans les conditions normales) a t-il fallu dissoudre dans l'eau pour préparer 400mL de la solution?

     

corrigé

réduction de l'ion permanganate en ion manganèse II

2 fois{ MnO4- + 8H+ + 5e- donne Mn2+ + 4H2O }

oxydation du dioxyde de soufre en ion sulfate

5 fois{ SO2+ 2H2O donne SO42- +2e- + 4H+ }

2MnO4- + 5 SO2 + 2H2O donne 2Mn2++ 5 SO42- + 4H+

solution de permanganate de potassium

2,37 /158 =0,015 mol/L

dosage

0,015*21,3 = 0,319 mmol permanganate

d'après les coefficients de l'équation 2,5 fois 0,319 =0,798 mmol de SO2 dans 20mL

dioxyde de soufre :

concentration de SO2 : 0,798 / 20 = 0,04 mol /L

soit 0,04*0,4 = 0,016 mol dans 400 mL

multiplier 0,016 par le volume molaire des gaz (22,4 L / mol)

0,016*22,4 = 0,358 L.

 


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