Chimie - exercices sur le titrage du dioxyde de soufre présent dans un échantillon d’air , Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercices sur le titrage du dioxyde de soufre présent dans un échantillon d’air , Exercices de Chimie Organique

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Chimie - exercices sur le titrage du dioxyde de soufre présent dans un échantillon d’air. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Oxydation du dioxyde de soufre, La transformation, le seuil d’alerte.
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Exercice I. Titrage du dioxyde de soufre présent dans un échantillon d'air (4 points)

2009 Asie Calculatrice interdite (4 points) EXERCICE I.TITRAGE DU DIOXYDE DE SOUFRE PRÉSENT DANS UN ÉCHANTILLON D’AIR

Principe du titrage: Le dioxyde de soufre SO2 est un gaz qui a des propriétés réductrices et qui est présent dans l’air pollué. Quand on fait barboter un grand volume d’air dans un litre d’eau, le dioxyde de soufre va se dissoudre dans l’eau. Il est possible, par la suite, de le titrer en solution à l’aide d’une solution de permanganate de potassium lors d’une réaction d’oxydoréduction. La concentration massique du dioxyde de soufre dans l’air pollué est ainsi déduite de ce titrage. On a défini un seuil d’alerte de la population pour une teneur en dioxyde de soufre mesurée supérieure à 500 µg par m3. Protocole expérimental :

Une solution S est préparée en faisant barboter 1,00104 m3 d’air pollué dans V0 = 1,00 L d’eau. Un volume V1 = 10,0 mL de cette solution est placé dans un bécher de 100 mL. La solution violette de permanganate de

potassium de concentration C2 = 1,0010-2 mol.L-1 est ensuite versée goutte à goutte jusqu’à persistance de la coloration. Données : MS = 32,0 g.mol-1 ; MO = 16,0 g.mol-1.1. Quelle verrerie choisiriez-vous pour prélever avec précision 10,0 mL de solution S ? 2. Sachant que les couples oxydant / réducteur mis en jeu sont : SO42–(aq) / SO2(aq) et MnO4–(aq) / Mn2+(aq) , en

déduire que l’équation de la réaction entre les ions permanganate et le dioxyde de soufre est :

2 MnO4–(aq) +5 SO2(aq) + 2 H2O(l) = 4H+(aq) + 5 SO42–(aq) + 2 Mn2+(aq)

3. Définir l’équivalence d’un titrage. 4. Donner l’expression du quotient de réaction initial, Qr,i, de la réaction précédente. Cette transformation

évoluant spontanément dans le sens direct de la réaction, comparer Qr,i à la constante d’équilibre K associée. 5. Donner la relation entre la quantité de matière n1 de dioxyde de soufre initialement présente dans la solution S

et la quantité de matière n2 d’ions permanganate introduite pour atteindre l’équivalence. Justifier la réponse. (On pourra éventuellement s’aider d’un tableau d’avancement).

6. Sachant que le volume équivalent du titrage est Veq = 8,0 mL, en déduire la concentration molaire C1 en

dioxyde de soufre dissous de la solution S. 7. Calculer la masse m1 de dioxyde de soufre présente dans V0 = 1,00 L de la solution S. 8. En déduire la masse m2 de dioxyde de soufre gazeux par m3 d’air pollué. 9. Exprimer cette masse en µg. Le seuil d’alerte est-il atteint ?

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