Détermination d’une concentration par spectrophotométrie
On cherche à déterminer la concentration d'une solution de permanganate de potassium par spectrophotométrie. On dispose de solutions étalons de permanganate de potassium de concentrations connues dont on mesure l’absorbance à 530nm.
C (mol/L)
2,0.10−4
4,0.10−4
6,0.10−4
8,0.10−4
1,0.10−3
A
0,45
0,85
1,31
1,82
2,1
a- Tracer la courbe d’étalonnage. b- On mesure l’absorbance d’une solution de permanganate de potassium de solution inconnue. On lit une valeur d’absorbance de 0,57. Déterminer la concentration de cette solution.
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Tracer la courbe d’étalonnage
On trace A (axe des ordonnées sans unité) en fonction de C (axe des abscisses en mol/L). Si on utilise un logiciel, on lui demande d’indiquer l’équation modélisant cette droite d’étalonnage. À la main, il est nécessaire de calculer la pente à partir d’un point de la droite.
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Faire une lecture graphique de la concentration inconnue
On reporte la valeur trouvée de Alue (1,75) sur le graphique précédent pour déterminer la concentration inconnue (Cinconnue=7,8.10−4mol/L).
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Calculer avec la pente de la droite d’étalonnage
On peut également retrouver la valeur de la concentration inconnue avec la relation A=2238C.
On a alors Cinconnue=2238Alue=22381,75=7,82.10−4mol/L.
Identifier le réactif limitant, décrire quantitativement l’état final d’un système chimique
Soit la réaction entre V1=10mL de solution de diiode I2 à C1=1,5.10−2mol/L et V2=10mLdesolutiondethiosulfatedesodium(S_{2}O_{3}^{2-}+2\ Na^+)aˋC_2 = 2,5.10^{-2}mol/Lselonl′eˊquationsuivante:<br/>I_2+2S_{2}O_{3}^{2-}\rightarrow 2I^- + S_{4}O_{6}^{2-}<br/>Deˊterminerlereˊactiflimitantetdeˊcrirequantitativementl′eˊtatfinaldusysteˋmechimique.
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Calculer les quantités de matières initiales des différentes espèces chimiques présentes dans l’équation
Soit n1i la quantité initiale de diiode et n2i la quantité initiale de thiosulfate de sodium. On a :
À l’état initial, dans cet exercice, on n’a aucun des produits de réactions I− ou S4O62−.
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Construire le tableau d’avancement
Une colonne par espèce chimique, une ligne pour les quantités initiales (avancement x=0), une ligne pour « en cours de transformation» (avancement x), une ligne pour l’avancement maximal (avancement x=xmax).
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Déterminer xmax
Pour exploiter la dernière ligne du tableau, il faut examiner autant d’hypothèses qu’il y a de réactifs : ici, deux réactifs donc deux hypothèses :
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Compléter la dernière ligne du tableau d’avancement
La valeur de xmax correspond à la plus petite valeur des xmax1 et xmax2 déterminés à l’étape 3.
La valeur de xmax est donc 1,25.10−4mol.
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Faire le bilan quantitatif de matière à l’état final
À l’état final, le milieu contient dans les 20mL de solution (V1+V2) :
diiode I2 : 2,5.10−5mol
ion thiosulfate S2O32− : 0mol (réactif limitant)
ion iodure I− : 2,5.10−4mol
ion tétrathionate S4O62− : 1,25.10−4mol
ion sodium Na+ : 5,0.10−4mol (ion spectateur avec deux fois plus d’ions sodium que d’ions thiosulfate initialement)
À ce stade, on peut en déduire la couleur de la solution en fin de réaction. La seule espèce colorée étant le diiode (jaune en solution diluée), étant donné qu’il reste du diiode en solution (il n’est pas le réactif limitant), la solution sera colorée (jaune).