Le dosage en retour (ou dosage indirect)

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TheMoustic
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Le dosage en retour (ou dosage indirect)

Messagepar TheMoustic » 06 Juil 2009, 02:21

Le dosage en retour est le dosage qui pose le plus de soucis, alors que c'est le genre de problème que l'on pose en CM1 !

Pour simplifier :

  • Imaginez que vous achetez 50 sacs de ciment (Quantité Initiale que l'on va appeler X) et que vous laissez ceux-ci dans votre garage pour la nuit.
  • Le lendemain lorsque vous revenez, vous vous apercevez qu'il ne vous en reste plus que 20 (Quantité Restante => Y)

Mais quelle est donc la quantité Z (Quantité Réagit) qui a été volée...

Z = X - Y


C'est exactement ce même principe qui est utilisé pour un dosage en retour : on fait réagir une quantité connue de réactif A avec une quantité incertaine de produit B. Après réaction, on dose le restant de réactif A. Par soustraction, on trouve la quantité précise de produit B.

:!: Il est donc nécessaire de savoir comment A et B réagissent ensemble ! Si les coefficients stœchiométriques ne sont pas connus, il est impossible de résoudre de le problème avec certitude.

Pour mieux comprendre ce dernier point, reprenons l'analogie des sacs de ciments. Si un voleur ne peut prendre qu'un seul sac (on considère que une fois le sac pris, il ne peut plus s'en séparer ni en prendre un autre), si on vous a volé 30 sacs, il y a donc eu 30 voleurs. Par contre, si un voleur peut prendre 2 sacs en même temps, alors pour la même quantité volée, il n'y aura que 15 voleurs. Il est donc impératif de savoir combien de molécule de A réagissent avec une molécule de B pour connaître la quantité de B qu'il y avait.


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Un exemple pour mieux comprendre



Nous souhaitons doser une solution d'eau oxygénée (H2O2, incolore et transparent) de concentration approximative (l'eau oxygénée se décompose dans le temps). Pour ce faire nous ne disposons que d'une solution de permanganate de potassium (KMnO4) à 1 mol.L-1 exactement et de sel de Mohr ((NH4)2Fe(SO4)2, 6H2O). Nous ne disposons d'aucun appareil d'analyse, seulement de la verrerie classique de laboratoire. Parmi ces espèces, le KMnO4 a la particularité d'être coloré. Sa couleur fuchsia est franche et caractéristique. Le sel de Mohr quant à lui est légèrement vert (à cause du Fe2+ qu'il contient) mais sa couleur n'est pas franche, ce qui n'en fait pas une espèce de choix pour un dosage colorimétrique.

Chacune de ces espèces possède des propriétés rédox. Si on les places sur une échelle de potentiel, on voit tout de suite, d'après la règle du gamma, que l'on ne peut pas doser H2O2 par KMnO4.

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On note cependant, toujours d'après cette règle, que la réaction entre et H2O2 les ions FerII est possible. La technique consiste donc à faire réagir l'eau oxygénée sur une large quantité de Fe2+ (quantité initiale), puis de doser les ions Fe2+ restant par du KMnO4 afin d'en déduire la quantité qui a réagit avec H2O2.

Pour ce faire, nous avons besoin de connaître précisément la quantité de Fe2+ que nous allons utiliser. Je vous conseille d'écrire l'équation de dissolution du sel afin de savoir combien de mole de Fe2+ libère une mole de sel.

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Vous remarquez alors que dissoudre 1 mol de sel dans l'eau vous libérez : 2 mol d'NH4+ + 1 mol de Fe2+ + 2 mol de SO42- et 6 mol d'eau.

Vous pouvez donc facilement dire que :
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:!: RETENEZ PAR CŒUR TOUTES CES FORMULES MÈRES, ET UTILISEZ-LES DE MANIÈRE À CE QU'ELLES VOUS ARRANGENT

Bon, maintenant, vous savez quelles vont être les réactions mises en jeu.

Alors, écrivez-les...
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Nous connaissons approximativement la concentration de l'eau oxygénée. Considérons qu'elle est de l'ordre de 0,1 mol.L-1. Vous en prenez 10 mL, avec une pipette jaugée, pour que cela soit précis, que vous versez dans un bêcher.

Combien de moles de H2O2 avez-vous versé ?

n = C * V

C = 0,1 = 10-1 mol.L-1

V = 10 ml = 10.10-3 = 101-3 = 10-2 L


==> n = 10-1 * 10-2 = 10-1-2= 10-3 mol


:!: Attention :!:
Lorsque l'on parle du nom, on dit : mole, mais si l'on parle de l'unité, on dit alors : mol.
Tout comme il ne faut pas lire : mol.L-1 « mole par litre moins 1 », mais : « mole, litre moins 1 » ou « mole par litre » (le « par » signifiant diviser).


Vous avez donc mis dans votre bêcher environ 10-3 mol de H2O2.
Vu que vous n'êtes pas sûr de cette valeur, vous allez ajouter beaucoup plus d'Fe2+, que nécessaire, pour être bel et bien sûr que vous aurez fait réagir absolument toute l'eau oxygénée et qu'il y aura du Fe2+ en excès après réaction.

Nous mettrons par exemple : 10-2 mol de sel de Mohr (= 10-2 mol d'Fe2+). Il faudra donc déterminer la masse de sel à peser, grâce à sa masse molaire. Vous êtes désormais assez grand pour le faire tout seul... Sinon, allez voir le topic consacré à toutes ces petites formules.

Si vous mettez plus d'Fe2+ que nécessaire, une fois que tout H2O2 aura réagi, il vous restera des ions Fe2+..

Pour bien comprendre, je vous ai fait un schéma:
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On en déduit :

nFe2+Réagit = nFe2+Initial - nFe2+Restant

(Z = X - Y)



Et comment connaître la quantité de Fe2+ restante ?

Nous avions 3 espèces chimiques au départ, souvenez-vous. Et d'après la règle du gamma, on voit que les ions Fe2+ sont dosable par MnO4-.


Il nous reste donc plus qu'a doser les ions Fe2+ Restant
Topo habituel : demi-équations & tableau d'avancement...
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...et les relations qui vont avec :
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Rappel des formules trouvées :
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Vous avez :


Et voilà ! CQFT (C'est ce Qu'il Fallait Trouver -une petite variante de CQFD..^^-) :

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NB : j'ai remplacé l'écriture compliqué de la formule du sel de Mohr dans l'expression finale afin de la simplifier.




C'est ce que l'on appelle : un dosage en retour.






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Dernière édition par TheMoustic le 02 Jan 2013, 15:27, édité 11 fois.


Dernière remontée par TheMoustic le 06 Juil 2009, 02:21.
La théorie, c'est quand rien ne fonctionne, et que l'on sait pourquoi.
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