La composition d’un acier
En TP de chimie analytique, nous avons étudié la composition d’un acier.
Pour cela nous avons pr...
Figure 2 Montage du dosage potentiométrique de l'acier par
une solution de KMnO4 à 0,15mol/L.
Figure 1 Le même dosage pote...
Grâce au graphique, nous pourrons grâce aux tracés de la méthode des tangentes par exemple, trouver
notre point d’équivale...
Nous avons deux demi-réactions d’oxydoréduction mises en jeu dans cette réaction:
KMnO4 + 1 e-
 KMnO4
-
Fe2+
 Fe3+
+ 1 e...
Dans une deuxième partie nous analysons le Chrome présent dans notre solution.
Pour cela, nous prélevons 10mL de la soluti...
Nous réalisons alors le dosage de cette solution par une
solution de sel de Mohr (ou de Fe2+) de concentration connue.
Com...
Nous traçons alors l’évolution de cette différence de potentiel en fonction du volume de sel de Mohr
versé. Grâce au graph...
Dans la première réaction (celle où on a chauffé), deux couples on été mis en jeu : celui du Chrome et
celui de l’acide pe...
Dans la seconde réaction (celle avec le dosage) on a dosé cette réaction avec une solution de sel de
Mohr. Deux couples so...
Dans une troisième partie nous analysons le Nickel présent dans notre solution.
Sur le même principe de dosage potentiomét...
C’est un TP typique de chimie analytique : nous réalisons beaucoup de dosages, comme vous
pouvez le voir nous procédons so...
Prochain SlideShare
Chargement dans…5
×

Tp acier en chimie analytique

675 vues

Publié le

TP de Chimie Analytique réalisé par les étudiants en 2eme année de DUT CHIMIE.

0 commentaire
0 j’aime
Statistiques
Remarques
  • Soyez le premier à commenter

  • Soyez le premier à aimer ceci

Aucun téléchargement
Vues
Nombre de vues
675
Sur SlideShare
0
Issues des intégrations
0
Intégrations
34
Actions
Partages
0
Téléchargements
7
Commentaires
0
J’aime
0
Intégrations 0
Aucune incorporation

Aucune remarque pour cette diapositive

Tp acier en chimie analytique

  1. 1. La composition d’un acier En TP de chimie analytique, nous avons étudié la composition d’un acier. Pour cela nous avons préparé une solution d’acier. Nous diluons une masse connue d’acier, l’attaque de l’acide chloridrique à chaud va conduire à l’apparition des ions Fe2+ (le fer), Cr3+ (le chrome) et Ni2+ (le nickel). Cette solution a été préparée par le professeur et nous cherchons au cours de ce TP à retrouver les quantités (pourcentages) de ces ions présents en solution. Dans une première partie nous analysons le Fer présent dans notre solution. Pour cela nous réalisons un dosage potentiométrique de la solution par une solution de permanganate de potassium à une concentration connue de 0,15mol/L. Un dosage potentiométrique est un dosage où nous utilisons la différence potentiel avec un potentiomètre. En effet, on remplie notre burette de KMnO4. Dans un bécher placé en dessous on prélève 10mL de notre solution d’acier on ajoute suffisamment d’eau pour pouvoir immerger les deux électrodes du potentiomètre. Notre montage a été photographié notre solution de départ est verte (fig1). Nous allons donc tracer l’évolution de la différence de potentiel en fonction du volume de KMnO4 versé. Nous trouverons ainsi un point d’équivalence, on peut observer un changement de couleur à l’œil nu comme le montre la photo (fig2) notre solution a viré au rouge, mais on observe un saut de potentiel.
  2. 2. Figure 2 Montage du dosage potentiométrique de l'acier par une solution de KMnO4 à 0,15mol/L. Figure 1 Le même dosage potentiométrique à l'équivalence
  3. 3. Grâce au graphique, nous pourrons grâce aux tracés de la méthode des tangentes par exemple, trouver notre point d’équivalence. Et c’est grâce à ce point que nous pourrons connaître la concentration en fer dans notre solution. En fig 3, vous pouvez étudier le graphique que nous avons obtenu lors de notre expérience. Sur celui-ci nous pouvons lire un volume équivalent de 6,5mL. Figure 3 Courbe obtenue lors de l'expérience avec nos propres valeurs
  4. 4. Nous avons deux demi-réactions d’oxydoréduction mises en jeu dans cette réaction: KMnO4 + 1 e-  KMnO4 - Fe2+  Fe3+ + 1 e- On peut additionner ces deux demi-réactions : KMnO4 + 1 e- + Fe2+  KMnO4 - + Fe3+ + 1 e- On a donc: KMnO4 + Fe2+  KMnO4 - + Fe3+ A l’équivalence, on sait que nos deux réactifs (le KMnO4 et le Fer 2+ ) ont réagit dans des proportions stœchiométriques. On a alors : n (KMnO4 ) = n (Fe2+ ) D’après les formules de bases en chimie on sait que n= C* V n = la quantité de matière en mol C = la concentration en mol/L (peut s’écrire entre crochets) V= le volume de la solution en Litre. On aura ici [KMnO4] * V (KMnO4) = [Fe2+ ] * V (Fe2+ ) Veq = V (KMnO4)versé = 6,5 mL [Fe2+ ] = [KMnO4] * V eq = 0,15 * 6,5 = 9,75.10-2 mol/L V (Fe2+ ) départ 10 Notre solution de départ était à 0,141 mol/L Donc nous avons (9,75.10-2 / 0,141)*100 = 69,0 % Ainsi il y a 69,0 % de fer dans notre solution d’acier.
  5. 5. Dans une deuxième partie nous analysons le Chrome présent dans notre solution. Pour cela, nous prélevons 10mL de la solution d’acier, nous ajoutons 15mL d’acide perchlorique (HCLO4) que l’on fait chauffer. Cette partie se passe sous la hotte car il y a des émanations de vapeurs d’acide chloridrique. Les différentes transformations sont prises en photo (fig 4, 5, 6). Nous veillons à laisser refroidir notre solution. Figure 6 On pose notre mélange sur la plaque chauffante chaude Figure 5 Notre mélange chauffe, on commence à voir quelques émanations de vapeurs Figure 4 Notre mélange en ébullition a changé de couleur, il devient orange et on peut observer une précipitation de cristaux, le volume a diminué aussi.
  6. 6. Nous réalisons alors le dosage de cette solution par une solution de sel de Mohr (ou de Fe2+) de concentration connue. Comme précédemment, nous utilisons la méthode du dosage potentiométrique, le montage est photographié en fig 7. FFFiiiggguuurrreee 777 DDDooosssaaagggeee pppooottteeennntttiiiooommmééétttrrriiiqqquuueee ddduuu ccchhhrrrooommmeee IIIIIIIII pppaaarrr uuunnneee sssooollluuutttiiiooonnn dddeee ssseeelll dddeee MMMooohhhrrr
  7. 7. Nous traçons alors l’évolution de cette différence de potentiel en fonction du volume de sel de Mohr versé. Grâce au graphique et à la méthode des tangentes, nous obtenons le volume équivalent, ce qui nous permettra de déterminer la concentration en Chrome (III) présent dans notre solution. Notre volume équivalent est de 7,3mL. Figure 8 Courbe obtenue lors de l'expérience avec nos propres valeurs
  8. 8. Dans la première réaction (celle où on a chauffé), deux couples on été mis en jeu : celui du Chrome et celui de l’acide perchlorique. On a donc les demi-réactions équilibrées suivantes : ( 2 Cr3+ + 7 H2O  Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 e – ) X3 ( ClO4 + 8H+ + 9 e-  Cl- + 4H2O ) X2 C’est une réaction d’oxydoréduction, on équilibre donc les électrons. On obtient donc l’équation bilan suivante : 6 Cr3+ + 21 H2O + 2 ClO4 + 16 H+ + 18 e-  3 Cr2O7 2- + 42 H+ + 18 e – + 2 Cl- + 8 H2O On simplifie cette equation: 6 Cr3+ + 13 H2O + 2 ClO4  3 Cr2O7 2- + 26 H+ + 2 Cl-
  9. 9. Dans la seconde réaction (celle avec le dosage) on a dosé cette réaction avec une solution de sel de Mohr. Deux couples sont mis en jeu : celui du chrome et celui du fer. On a donc les demi-réactions équilibrées suivantes : (Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 e –  2 Cr3+ + 7 H2O) (Fe2+  Fe3+ + 1 e- ) X6 C’est une réaction d’oxydoréduction, on équilibre donc les électrons. On obtient donc l’équation bilan suivante : Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 e – + 6 Fe2+ 2 Cr3+ + 7H2O+ 6 Fe3+ + 6 e- On simplifie cette equation: Cr2O7 2- + 14 H+ + 6 Fe2+ 2 Cr3+ + 7H2O+ 6 Fe3+ Après nos calculs, nous trouvons une concentration de chrome de 2,23X10-2 mol/L. Ce qui nous permet de trouver qu’il y a 14,7 % de Chrome dans notre solution d’acier.
  10. 10. Dans une troisième partie nous analysons le Nickel présent dans notre solution. Sur le même principe de dosage potentiométrique, nous dosons la solution d’acier par une solution d’EDTA. Nous trouvons un volume équivalent, ce qui nous permet de trouver la concentration en Nickel dans notre solution. Nous avons une concentration en Ni 2+ de 8,95X10-2 mol/L. Ce qui nous permet de trouver qu’il y a 13,3 % de Nickel dans notre solution. Nous pouvons voir aussi que % Cr + % Fe + % Ni = 100%.
  11. 11. C’est un TP typique de chimie analytique : nous réalisons beaucoup de dosages, comme vous pouvez le voir nous procédons souvent de la même manière. Ce n’est pas difficile au contraire c’est même très instructif. Dans le même style, nous avons réalisé un TP sur la vitamine C, où nous devions analyser un cachet de vitamine C, trouver sa concentration et voir si elle était en accord avec ce qui était écrit sur l’étiquette. Des manipulations basiques en chimie, car un technicien en laboratoire sera amené à faire de nombreuses analyses de qualité.

×