Constitution et transformations de la matière - Spécialité

Dosages par titrage

Exercice 1 : Titrage de l’ammonium d’un engrais par conductimétrie

On souhaite vérifier le pourcentage massique de nitrate d’ammonium \( NH_{4}NO_{3} \) d’un engrais commercial. Pour cela on dissout une masse \( m = 1,55 g \) d’engrais dans de l’eau distillée pour obtenir \( V = 120 mL \) de solution. On prélève un volume \( V_A = 30 mL \) de cette solution. On ajoute à cela un volume de \( 100 mL \) d’eau distillée avant de procéder au titrage de la solution obtenue par une solution d’hydroxyde de sodium \( (Na^{+}_{(aq)},HO^{-}_{(aq)}) \) de concentration \( C = 3,00 \times 10^{-1} mol\mathord{\cdot}L^{-1} \).
On obtient la courbe de titrage suivante :

Déterminer graphiquement le volume à l'équivalence \( V_{eq} \).
On donnera le résultat avec l'unité qui convient.
En déduire la concentration \( C_A \) des ions \( NH^{+}_{4} \) dans le volume \( V_A \) de solution.
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Données :
  • \( M_{NH_{4}NO_{3}} = 80 g\mathord{\cdot}mol^{-1} \)
Quel est le pourcentage massique de nitrate d’ammonium \( NH_{4}NO_{3} \) dans l’engrais testé ?
On donnera un résultat arrondi à \( 0,1 \%\) près et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 2 : Dosage (réaction d'oxydoréduction à trouver)

On réalise un titrage d'une solution contenant du \( Pb(s) \).
\( Pb(s) \) participe à un couple oxydant réducteur \( PbSO_{4}(s) \)/\( Pb(s) \).
On le titre grâce au couple \( Pb^{2+}(aq) \)/\( Pb(s) \).

Écrire l’équation de la réaction de titrage dans le sens direct.
On utilisera le symbole \( \longrightarrow \) du clavier virtuel.

On note \( C_1 \) la concentration de \( Pb(s) \), \( C_2 \) la concentration de \( Pb^{2+}(aq) \), \( V_1 \) et \( V_2 \) les volumes des 2 solutions à l'équivalence.

Déterminer la relation à l’équivalence.

La solution de titrage à une concentration \( [Pb^{2+}(aq)] = 0,2 mol\mathord{\cdot}L^{-1} \). Dans l’erlenmeyer, on a placé \( V_0 = 500 mL \) de \( Pb(s) \). Le volume à l’équivalence est \( V_2 = 14,4 mL \).

Déterminer la concentration en quantité de matière (ou concentration molaire) du \( Pb(s) \).
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 3 : Titrage pH métrique d’un comprimé d’acide ascorbique

Dans tout l'exercice, on utilisera les valeurs exactes pour faire les calculs, qu'on arrondira au dernier moment.

On dissout un comprimé de masse \( m_0 = 600 mg \) de vitamine C (acide ascorbique de formule \( C_{6}H_{8}O_{6} \) ) dans de l’eau distillée pour obtenir une solution de volume \( V_A = 100mL \).
On réalise alors un titrage pH-métrique de l’acide ascorbique de cette solution par une solution d'hydroxyde de sodium \( ( NA^{+}(aq), HO^{-}(aq)) \).
La solution titrante a une concentration \( c = 0,200 mol\mathord{\cdot}L^{-1} \).
Le volume équivalent obtenu lors du titrage est \( V_E = 8,523 mL \).

Données
On donne les masses molaires (en \(g \mathord{\cdot} mol^{-1} \) ) suivantes :
  • \(M(H) = 1,0 \)
  • \(M(C) = 12,0 \)
  • \(M(O) = 16,0 \)
Calculer la quantité de matière d’acide ascorbique dans la solution.
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
En déduire la masse d’acide ascorbique contenue dans le comprimé.
On arrondira la réponse avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Quel est le pourcentage massique d’acide ascorbique dans le comprimé ?
On arrondira la réponse au % près

Exercice 4 : Dosage (réaction donnée)

On réalise un titrage d'une solution contenant du \(Sn^{2+}(aq)\).
On le titre grâce au couple \(Fe^{3+}(aq)\)/\(Fe^{2+}(aq)\).
La réaction en jeu est :

\[ 2Fe^{3+}(aq) + Sn^{2+}(aq) \longrightarrow Sn^{4+}(aq) + 2Fe^{2+}(aq) \]

On note \(C_1\) la concentration de \(Sn^{2+}(aq)\), \(C_2\) la concentration de \(Fe^{3+}(aq)\), \(V_1\) et \(V_2\) les volumes des 2 solutions à l'équivalence.

Déterminer la relation à l’équivalence.

La solution de titrage a une concentration \([Fe^{3+}(aq)] = 0,5 mol\mathord{\cdot}L^{-1}\).
Dans l’erlenmeyer, on a placé \(V_0 = 200 mL\) de \(Sn^{2+}(aq)\).
Le volume à l’équivalence est \(V_2 = 13,3 mL\).

Déterminer la concentration en quantité de matière (ou concentration molaire) du \(Sn^{2+}(aq)\).
On donnera le résultat avec 2 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 5 : Dosage d'eau oxygénée par des ions permanganate

On réalise le titrage d’une eau oxygénée par les ions permanganate.
L’eau oxygénée est une solution de peroxyde d’hydrogène dont la formule est \(H_2O_2\).
Le peroxyde d’hydrogène participe à un couple oxydant réducteur \(O_2(g)\)/\(H_2O_2(aq)\).
Les ions permanganate \(MnO_4^{-}\) participent au couple oxydant réducteur \(MnO_4^{-}(aq)\)/\(Mn^{2+}(aq)\).

Écrire l’équation de la réaction de titrage dans le sens direct.
On utilisera le symbole \( \longrightarrow \) du clavier virtuel.

On note \(C_1\) la concentration de l'eau oxygénée, \(C_2\) la concentration en ions permanganate, \(V_1\) et \(V_2\) les volumes des 2 solutions à l'équivalence.

Déterminer la relation à l’équivalence.

La solution d’ions permanganate est dans la burette avec \([MnO_4^{-}] = 0,08\:mol\mathord{\cdot}L^{-1}\). Dans l’erlenmeyer, on a placé \(V_1 = 40\:mL\) d’eau oxygénée. L’équivalence est repérée par l’arrêt de la décoloration de la solution de permanganate de potassium. La solution dans l’erlenmeyer passe de l’incolore au violet. Le volume à l’équivalence est \(V_2 = 80\:mL\).

Déterminer la concentration en quantité de matière (concentration molaire) du peroxyde d’hydrogène dans l’eau oxygénée.
On donnera la réponse avec 2 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
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False