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Déterminer une quantité de matière à l'équivalence Exercice

Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.

Dernière modification : 09/02/2021 - Conforme au programme 2019-2020

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 20{,}0 mL d'une solution contenant des ions thiosulfate S_2O_3^{2-} par une solution titrante de diiode I_2 de concentration connue C_2=5{,}0\times10^{-3} mol·L-1 placée dans une burette graduée.

La réaction support de ce dosage est :

2 S_2O_3^{2-} + I_2 \ce{->} 2 I^- + S_4O_6^{2-}

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume de diiode V_{2,éq}=11{,}0 mL.

Quelle est la quantité de matière d'ions thiosulfate dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 2 mol d'ions thiosulfate réagissent avec 1 mol de diiode.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(S_2O_3^{2-}\right)}{2} = \dfrac{n\left(I_2\right)_{versé}}{1}

Ou encore :

\dfrac{n\left(S_2O_3^{2-}\right)}{2} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{1}.

Finalement :

n\left(S_2O_3^{2-}\right) =2 \times C_2 \times V_{2, éq}

L'application numérique donne :

n\left(S_2O_3^{2-}\right) =2 \times 5{,}0 \times 10^{-3} \times 11{,}0\times10^{-3}

n\left(S_2O_3^{2-}\right) = 0{,}11 mmol

La solution à titrer contient 0,11 mmol d'ions thiosulfate.

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 10{,}0 mL d'une solution contenant de l'eau oxygénée H_2O_2 par une solution titrante d'ions permanganate MnO_4^- de concentration connue C_2=1{,}0\times10^{-3} mol·L-1 placée dans une burette graduée et acidifiée en excès.

La réaction support de ce dosage est :

5 H_2O_2+ 2MnO_4^{-} + 6 H^+\ce{->} 5 O_2 + 2 Mn^{2+} + 8 H_2O

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume versé de permanganate V_{2,éq}=8{,}0 mL.

Quelle est la quantité de matière d'eau oxygénée dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 5 mol d'eau oxygénée réagissent avec 2 mol d'ions permanganate.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(H_2O_2\right)}{5} = \dfrac{n\left(MnO_4^-\right)_{versé}}{2}

Ou encore :

\dfrac{n\left(H_2O_2\right)}{5} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{2}.

Finalement :

n\left(H_2O_2\right) =\dfrac{5 \times C_2 \times V_{2, éq}}{2} =2, 5 \times C_2 \times V_{2, éq}

L'application numérique donne :

n\left(H_2O_2\right) =2{,}5 \times 1{,}0 \times 10^{-3} \times 8{,}0\times10^{-3}

n\left(H_2O_2\right) = 20 µmol

La solution à titrer contient 20 µmol d'eau oxygénée.

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 10{,}0 mL d'une solution contenant de sulfate de fer par une solution titrante d'ions permanganate MnO_4^- de concentration connue C_2=2{,}5\times10^{-3} mol·L-1 placée dans une burette graduée et acidifiée en excès.

La réaction support de ce dosage est :

5 Fe^{2+}+ MnO_4^{-} + 8 H^+\ce{->} 5 Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4 H_2O

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume versé de permanganate V_{2,éq}=13{,}0 mL.

Quelle est la quantité de matière d'ions fer dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 5 mol d'ion fer réagissent avec 1 mol d'ions permanganate.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(Fe^{2+}\right)}{5} = \dfrac{n\left(MnO_4^-\right)_{versé}}{1}

Ou encore :

\dfrac{n\left(Fe^{2+}\right)}{5} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{1}.

Finalement :

n\left(Fe^{2+}\right) =5 \times C_2 \times V_{2, éq}

L'application numérique donne :

n\left(Fe^{2+}\right) =5\times2{,}5 \times 10^{-3} \times 13\times10^{-3}

n\left(Fe^{2+}\right) = 0{,}16 mmol

La solution à titrer contient 0,16 mmol d'ions fer.

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 15{,}0 mL d'une solution d'acide ascorbique C_6H_8O_6 par une solution titrante d'hydroxyde de sodium Na^+ +HO^- de concentration connue C_2=5{,}0\times10^{-2} mol·L-1 placée dans une burette graduée.

La réaction support de ce dosage est :

HO^{-} + C_6H_8O_6 \ce{->}H_2O + C_6H_7O_{6}^{-}

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume d'hydroxyde sodium V_{2,éq}=12{,}0 mL.

Quelle est la quantité de matière d'acide ascorbique dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 1 mol d'acide ascorbique réagit avec 1 mol d'ion hydroxyde.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(HO^{-}\right)_{versé}}{1} = \dfrac{n\left(C_6H_8O_6\right)}{1}

Ou encore :

\dfrac{n\left(C_6H_8O_6\right)}{1} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{1}.

Finalement :

n\left(C_6H_8O_6\right) = C_2 \times V_{2, éq}

L'application numérique donne :

n\left(C_6H_8O_6\right) = 5{,}0 \times 10^{-2}\times 12{,}0\times10^{-3}

n\left(C_6H_8O_6\right) = 0{,}60 mmol

La solution à titrer contient 0,60 mmol d'acide ascorbique.

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 9{,}0 mL d'une solution d'acide citrique C_6H_8O_7 par une solution titrante d'hydroxyde de sodium Na^+ +HO^- de concentration connue C_2=4{,}0\times10^{-3} mol·L-1 placée dans une burette graduée.

La réaction support de ce dosage est :

3 HO^{-} + C_6H_8O_7 \ce{->}3 H_2O + C_6H_5O_{7}^{3-}

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume d'hydroxyde de sodium V_{2,éq}=23{,}0 mL.

Quelle est la quantité de matière d'acide citrique dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 1 mol d'acide citrique réagit avec 3 mol d'ion hydroxyde.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(HO^{-}\right)_{versé}}{3} = \dfrac{n\left(C_6H_8O_7\right)}{1}

Ou encore :

\dfrac{n\left(C_6H_8O_7\right)}{1} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{3}.

Finalement :

n\left(C_6H_8O_7\right) =\dfrac{C_2 \times V_{2, éq}}{3}

L'application numérique donne :

n\left(C_6H_8O_7\right) =\dfrac{4{,}0 \times10^{-3}\times 23{,}0\times10^{-3}}{3}

n\left(C_6H_8O_7\right)= 31 µmol

La solution à titrer contient 31 µmol d'acide citrique.

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 15{,}0 mL d'une solution de chlorure de sodium Na^+ +Cl^- par une solution titrante de nitrate d'argent Ag^+ +NO_3^- de concentration connue C_2=1{,}00\times10^{-2} mol·L-1 placée dans une burette graduée.

La réaction support de ce dosage est :

Cl^{-} + Ag^+ \ce{->} AgCl

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume de nitrate d'argent V_{2,éq}=17{,}5 mL.

Quelle est la quantité de matière d'ions chlorure dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 1 mol d'ion argent réagit avec 1 mol d'ion chlorure.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(Ag^+\right)_{versé}}{1} = \dfrac{n\left(Cl^-\right)}{1}

Ou encore :

\dfrac{n\left(Cl^-\right)}{1} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{1}.

Finalement :

n\left(Cl^-\right) = C_2 \times V_{2, éq}

L'application numérique donne :

n\left(Cl^-\right) = 1{,}00 \times 10^{-2}\times 17{,}5\times10^{-3}

n\left(Cl^-\right) = 175 µmol

La solution à titrer contient 175 µmol d'ions chlorure.

On réalise le dosage d'un volume V_1 = 22{,}0 mL d'une solution d'acide chlorhydrique par une solution titrante de soude Na^+ +HO^- de concentration connue C_2=2{,}50\times10^{-2} mol·L-1 placée dans une burette graduée.

La réaction support de ce dosage est :

HO^{-} + H_3O^+ \ce{->} 2 H_2O

L'équivalence est obtenue lorsque l'on verse un volume de soude V_{2,éq}=9{,}8 mL.

Quelle est la quantité de matière d'ions oxonium H_3O^+ dans la solution dosée ?

D'après la réaction proposée, 1 mol d'ion oxonium réagit avec 1 mol d'ion hydroxyde.

Lorsque l'on est à l'équivalence on a donc :

\dfrac{n\left(HO^-\right)_{versé}}{1} = \dfrac{n\left(H_3O^+\right)}{1}

Ou encore :

\dfrac{n\left(H_3O^+\right)}{1} = \dfrac{C_2 · V_{2, éq}}{1}.

Finalement :

n\left(H_3O^+\right) = C_2 \times V_{2, éq}

L'application numérique donne :

n\left(H_3O^+\right) = 2{,}50 \times 10^{-2}\times 9{,}8\times10^{-3}

n\left(H_3O^+\right) = 0{,}25 mmol

La solution à titrer contient 0,25 mmol d'ions oxonium.

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