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alliage cuivre, zinc, alluminium |
Un alliage métallique (Al Cu Zn) est utilisé dans l'analyse quantitative des ions nitrates. On traite 0,5 g de cet alliage par 100ml d'acide chlorhydrique à 5mol/L. Le dégagement gazeux observé a un volume de 0,3 L. On prélève 50mL de la solution obtenue et on y ajoute un excès d' une solution d' hydroxyde de sodium ; il n' y a pas de précipitation d' hydroxyde . Une lame d' aluminium décapée , trempée dans cette solution , permet de recueillir 0,0125g d'un dépot métallique.
corrigé |
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Zn + 2H+ --> Zn2+ + H2 Al + 3H+ --> Al3+ + 1,5 H2
On appelle a, b, c ,respectivement les quantités de matière (moles) de cuivre, de zinc, d'aluminium. masse (g) = masse molaire fois quantité de matière en mole masse de l'alliage = somme des masses des constituants 0,5 = 63,5 a + 65,4 b + 27 c (1) Quantité de matière de dihydrogène formée : 0,3 / 22,4 = 0,0134 mol b mol de H2 provient de l'oxydation du zinc 1,5 c mol de H2 provient de l'oxydation de l'aluminium b + 1,5 c = 0,0134 (2) Les ions zinc et aluminium conduisent en présence de soude en excès à des précipités qui se redissolvent dans l'excès de soude. La solution contient les ions [Zn(OH)4] 2-et [Al(OH)4] -. L'aluminium , réducteur plus fort que le zinc, plongé dans cette solution s'oxyde en ion Al3+ tandis que les ions zinc se réduisent en zinc métal. (on n'écrira pas les ions complexés dans un soucis de clarté) 2 Al + 3 Zn2+ -->2Al3+ + 3 Zn 0,0125 g de dépot de zinc à partir de 50 ml de solution soit 0,025 g à partir de 100 mL de solution ou encore : 0,0250/65,4 = 3,82 10-4 mol de zinc dans 0,5 g d'alliage 0,025*100/0,5= 5% zinc. Or b + 1,5 c = 0,0134 (2) avec b= 3,82 10-4 c = 0,0130 /1,5 = 0,0086 mol d'aluminium soit 0,0086*27 = 0,208 g ou 0,208*100/0,5 = 41,6 % Al.
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chlorure d'argent |
On fait barboter du gaz dihydrogène dans une solution aqueuse de nitrate d'argent. Peu à peu de l'argent finement divisé apparaît dans la solution. On réalise cette réaction avec 0,5 L de H2. Au bout de quelques minutes on arrête l'expérience, on filtre la solution et on y ajoute quelques gouttes de chlorure de sodium. Un précipité blanc apparaît. Quelles sont les affirmations exactes ? justifier.
Ag=108 g mol-1. volume molaire 24 L mol-1 . corrigé |
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H2-->2H+ + 2 électrons (oxydation) 2 fois {Ag+ + 1 électron --> Ag }(réduction) H2 + 2 Ag+ -->2 H+ + 2 Ag il n'y a pas d'équilibre chimique, la réaction précédente est totale. Deux moles d'ion argent réagissent avec 1 mole de H2.
Quantité de matière de dihydrogène : volume (litre) divisé par le volume molaire 0,5 / 24 =0,0208 mol Qté de matière d'argent : 2* 0,0208= 0,0416 mol Ag soit : 0,0416*108 = 4,5 g Le précipité traduit la présence d'ion chlorure ou d'ion argent Ag+ + Cl- --> AgCl solide blanc L'ion sulfate est mis en évidence à partir des ions baryum. Ba2+ + SO42- --> BaSO4. solide blanc
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dosage du diiode |
L'ion peroxodisulfate S2O82- oxyde l'ion iodure , le milieu réactionnel brunit progressivement du fait de la formation de diiode. A la date t0=0 on mélange un volume V1=50 cm3 de solution d'iodure de potassium et un volume identique V2 de solution de peroxodisulfate de potassium . A différentes dates on prélève 10 cm3 du milieu que l'on refroidit dans de l'eau glacée. Le diiode contenu dans le prélevement est dosé à l aide d'une solution de thiosulfate de sodium ( 2Na+ et S2O32-) de concentration molaire C=0,02 mol.L-1.
S2O82- / SO42- : 2V ; I2 / I- : 0,62 V ; S4O62- / S2O32- : 0,09 V.
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S2O82- est l'oxydant le plus fort, il se réduit en ion sulfate S2O82-+ 2 e- --> 2 SO42- L'ion iodure, le réducteur le plus fort, est oxydé en diiode I2. 2I- --> I2 + 2e-. S2O82-+ 2I- --> I2 + 2 SO42- réaction de dosage du diiode I2 + 2e--->2I- réduction du diiode 2 S2O32- -->S4O62- + 2 e- oxydation du réducteur S2O32- 2 S2O32- + 1 I2--> 2I- + S4O62- . indicateur de fin de réaction :l'empoi d'amidon donne avec le diiode une couleur violet foncé, presque noir. D'après les coefficients de l'équation bilan du dosage : deux moles d'ion thiosulfate réagissent avec une seule mole de diiode. A l'équivalence, les quantités de matière de réactifs mis en présence sont proportionnelles aux coefficients de l'équation.
[ I2]*0,01 *2 =0,02 * V équivalent
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