Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

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Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 03 Oct 2008, 20:59

bonjours ,
voila j'ai un exercice a faire , mais j'ai un peu de difficulté , merci de bien vouloir m'aider .
Voila l'énoncé de l'exercice :
Données:
Masses molaires atomiques:
M(N) = 14 g.mol -1 ; M(H) = 1g.mol-1 ; M(O) = 16 g.mol-1 ;
M(S)=32g.mol-1 ; FE = 56 g.mol-1 .
Le vin contient l'element fer essentiele sous forme d'ion Fe^2+ mais aussi sous forme d'ions Fe^3+ . On se propose de doser par spectrophotometrie le fer contenu dans un vin blanc .

1) Courbe d'absorbance :

En solution aquese , les ions Fe^2+ et Fe^3+ absorbent peu de lumière. Par contre les ions Fe 2+ forment avec l'orthophénantroline un complexe rouge , stable en milieu acide et de forte absorbance .

On réalise une solution (S) en mélangeant une solution de fer (II) , une solution d'orthophénantroline à 5 g.L-1 , une solution tampon qui fixe le pH au voisinage de 4 et une solution d'hydroquinone à 20g.L-1 ; la solution d'hydroquinone réduit en ions fer (II) les ions fer (III) , qui proviennent de l'oxydation lente d'une partie des ions fer (II) de la solution par le dioxygène dissous . On mesure , pour différente longueurs d'onde lambda , l'absorbance de la solution (S) .

Questions:
1. Ecrire la demi-equation associé aux ions Fe^3+ et Fe^2+ .
Réponse:
Fe^3+(aq) + 1e- = Fe^2+ (aq)

2. Pourquoi utilise ton une solution tampon ?
Reponse :
pour avoir un milieu acide , et pour nous permettent de voir la couleur rouge (comme ils nous le dise dan l'énoncé) .

3. A partir des mesures de l'absorbance de la solution , on trace la courbe A = f(lambda) ci jointe .
Déduire de la courbe la longueur d'onde lambda m pour laquelle l'absorbance est maximale . on admettra que lambda m est indépendante de la concentration de la solution .
Réponse :

lambda m = 510.10^-9 m
mais je ne comprend pas l'orsqu'il dise "on admettra que lambda m est indépendante de la concentration de la solution . "
merci d'avance :)
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 09:34

Bonjour !

Je suis d'accord avec toi pour la réponse 1, mais pour la 2, je me permet de préciser ceci (même si ta réponse est juste):

Une solution tampon est une solution qui conserve son pH. C'est-à-dire que si le pH de la solution tampon est pH = 4, si l'on ajoute un peu de base ou d'acide (pas 4L non plus), ou si l'on dissous la solution, le pH sera toujours égal à 4.
Ceci permet donc, comme tu l'as dis, de rester en milieu acide et ainsi, que le complexe formé soit stable (qu'il ne se dissocie pas).

Sinon pour la dernière question, si l'on te dit: "on admettra que lambda m est indépendante de la concentration de la solution", c'est tout bonnement parce que la longueur d'onde dépend de la concentration. Je pense que le tableau fourni est d'ordre général, et non spécifique à la réaction étudiée. Donc, de manière générale, la longueur d'onde maximale que l'on peut mesurer avec un spectrophotomètre est λm= 510~512 nm.
Si pour cet exo, on admettait que la longueur d'onde dépend de la concentration, il faudrait alors connaître la concentration maximale du complexe rouge formé, pour connaître la longueur d'onde maximale de la solution.

:)
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 17:58

merci d'avoir répondu ,
je compléterai m a réponse pour la 2. :)
mais pour la suite de l'exercice je bloque vraiment je ne vois pas comment commencer , donc merci de bien vouloir m'explique pour que je puisse avancé :
voila la suite de l'énoncé :
2. Préparations des solutions étalons .
On prépare , à partir d'une solution (S') de concentration en fer (II) égale à 20 mg.l-1 , une gamme étalon de six tubes à essai numérotés de 0 à 5 et de concentrations massiques respectives en fer (II) : 0;2;4;6;8 et 10 mg.L-1 .
Pour cela , on rempli deux burettes : l'une de solution (S') , l'autre d'eaus distillé . On verse dans chaque tube a essai 1 mL de solution d'hydroquinone , 3mL de solution tampon et 0.5 mL de solution d'orthophénantile , ainsi que le volume nécessaire de solution(S') .

On compléte ensuite chaque tube à essai avec de l'eau distillé pour que le volume totale de solution dans chaque tube à essai soit égal a 10mL.
1) Déterminer pour le tube de l'étalon n°3 le volume de solution (S') à verser et le complément en eau distillée .
On recopiera le tableau et le complétrera .
merci de bien vouloir m'expliquer .
Numériser0006.jpg
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 18:23

C'est juste une histoire de dilution.

On te dit bien: "six tubes à essai numérotés de 0 à 5 et de concentrations massiques respectives en fer (II) : 0;2;4;6;8 et 10 mg.L-1 ."

Tu es d'accord sur le fait que tu vas prendre une certaine quantité de matière de S', que tu vas mettre dans chaque tubes à essais ?
Là on te donne ça en mg.L-1, mais ce n'est pas compliquer de transformer ça en mol.L-1...

Dans ta burette, tu va prélever un certain volume inconnu Vi (en mL) que l'on te demande de trouver. La solution est de concentration Cm (en mol.L-1). Quand tu vas prendre ce volume Vi, tu vas donc prendre une certaine quantité de matière n, selon la règle: n = C * V. Cette quantité de matière n va se retrouver au final dans un volume Vf = 10 mL; ce qui va te donner une nouvelle concentration Cf pour les ions Fe2+.
Mais au final, la quantité de matière de la solution mère (solution dans la burette) est la même qu'au final, dans la solution fille (tube à essais). C'est logique, elle va pas s'en aller comme ça.

Donc, tu peux écrire mathématiquement cette conservation de matière:

n(Fe2+ - mère) = n(F2+ - fille)

Or: n = C * V

...

A toi de faire le reste ;)

PS: N'oublies pas ces formules du genre: n = m / M & n = C * V (voir ce post)
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 19:13

donc j'ai fais :
la conversion 56 / 20*10^-3 = 2.8*10^3 mol.L-1 .
n=C*V (final)
=2.8*10^3 * 10*10^-3
=2.8*10^1 mol
apres je cherche V(inconnu)
n=C*V
2.8*10^1 = 2.8*10^3 * V
je cherche V donc cela me donne : 1*10^4
:? je pense pas que ce que j'ai fais soit bon ???

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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 19:28

Attention, tu sembles oublier les "-" dans les exposants ! Ce n'est pas 2,8.103, c'est: 2,8.10-3 !!

Sinon, pour passer de g.L-1 à mol.L-1, il faut diviser par la masse molaire M:

M = g.mol-1 = g/mol & Cm (concentration massique) = g.L-1 = g/mol

Si tu divises Cm par M, ça donne: Cm / M = g/L / g/mol = g.mol/(g.L) = mol/L = mol.L-1

Tu obtiens bien donc des mol.L-1. Toi tu à fait l'inverse et tu obtiens:

M / Cm = L.mol-1 -__-
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 19:44

donc je refais mon calcule ce qui me fais :

M(fe) = 56 g.mol-1
[S'] = 20 mg . L-1
20 mg . L-1 / 56 g.mol-1
= 20 *10^ -3 / 56
= 3.57 *10 ^-4
c'est bien sa ?

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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 22:10

Oui c'est bien ça. Mais je viens de faire l'exo et je me suis rendu compte que ça ne servais à rien de convertir, les données mon induites en erreur.

Comme je le disais, il y a conservation de la matière et donc de la masse, c'est pourquoi on peut laisser en mg. Mais bon, savoir faire le passage de la concentration massique à la concentration molaire, c'est pas mal non plus ^^

La masse se conserve donc. Si l'on prélève 15 mL d'une solution à 30 mg.L-1, on prélève donc 15.10-3*30.10-3 = 4,5.10-4 g. Ensuite, si l'on place ces 4,5.10-4 g de produit dans un tube à essais qui va être complété à 10 mL, on aura donc une nouvelle concentration, mais toujours la même masse.

On peut donc écrire que la masse prélevée dans la solution mère est égale à la masse introduite dans la solution fille:

m(mère) = m(fille)

De manière générale:

Cm(mère)*Vx = CmX(fille)*V(tube)

Avec: Cm(mère) = 20 mg.L-1 ; Vx = ? ; CmX(fille) = 0, 2, 4, 6, 8 & 10 mg.L-1 ; V(tube) = 10 mL

=> Vx = CmX(fille)*V(tube) / Cm(mère)

Vx = X.10-3 * 10.10-3 / (20.10-3) = X*10.10-3 / 20 = X*10-2 / 20 = X*10-3 / 2 = X / 2 * 10-3 = X*10-3 L = X mL.
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 22:48

donc :
pour V1 = 2*10^-3 * 10*10^-3 / 20*10^-3 = 1 *10^-3 L
pour V2 = 2*10^-3 L
V3 = 3*10^-3 L
V4 = 4*10^-3 L
V5 = 5*10^-3 L
voila les resultats.

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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 22:49

ui voilà !

Ensuite, bah il suffit de compléter avec autant d'eau distiller pour arriver à 10 mL.
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 22:53

pour le tube n°3 est de 2.5 mL d'eau .

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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 22:56

Il suffit de faire 10 mL - 1-3-0,5 = 5,5 mL de départ, - Vx = VX(eau distillé).

Donc oui, pour V3, V3(eau distillé) = 2,5 mL
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 23:08

Merci de bien m'avoir aider ,
je pense que je vais aller me reposer pour finir la suite de ce devoir demain !
:) merci encore de votre aide .

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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar TheMoustic » 04 Oct 2008, 23:09

Je t'en prie ;) Tu peux me tutoyer tu sais, on est pas loin d'avoir le même age ^^
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Re: Dosage de l'élément fer dans un vin blanc .

Messagepar sarah » 04 Oct 2008, 23:12

:D d'accord cela ne me dérange pas .
aller passe une bonne fin de soirée .


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