Exercices sur le titrage des ions cuivre, Exercices de Chimie
Renee88
Renee8823 April 2014

Exercices sur le titrage des ions cuivre, Exercices de Chimie

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Exercices de chimie sur le dosage des ions cuivre. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: À propos des dosages, Principe du titrage, Protocole.Calcul de la concentration en ions cuivre Cu2+(aq) de la solution ...
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EXERCICE I Spé Titrage des ions cuivre (II) 4 points

Amérique du sud 2006 EXERCICE I. TITRAGE DES IONS CUIVRE(II) (4 points)

Le sulfate de cuivre a des propriétés fongicides connues depuis fort longtemps. Il intervient par exemple

dans la "bouillie bordelaise", préparation destinée à protéger les vignes du mildiou (maladie de la vigne

provoquée par un champignon). Mais le cuivre est aussi un oligoélément, indispensable au métabolisme.

Des études ont montré que du sulfate de cuivre mélangé en très faible quantité aux aliments (quelques

dizaines de mg/kg) favorise la croissance des porcs et des poulets de chair.

Au cours d'une séance de travaux pratiques, on souhaite déterminer la concentration en ions cuivre (II)

Cu2+(aq) d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre notée S dans la suite du texte. Les ions Cu2+(aq)

colorent les solutions aqueuses en bleu.

1. À propos des dosages.

1.1. Que signifie "doser une espèce chimique" ?

1.2. Pour déterminer la concentration en ions cuivre (II) d'une solution aqueuse, on peut réaliser un titrage.

Citer une autre méthode utilisable.

La solution S, très peu concentrée en ions Cu2+(aq), est pratiquement incolore. Pour déterminer la

concentration des ions Cu2+(aq), on décide de réaliser un titrage.

2. Principe du titrage.

On fait réagir les ions cuivre (II) de la solution à titrer avec des ions iodure introduits en très large excès.

Il se forme du diiode et des ions complexes diiodocuprate Cu 2I (aq).

L'équation de la réaction modélisant cette transformation supposée totale s'écrit :

2Cu2+ (aq) + 6 I– (aq) = I2 (aq)+2 Cu 2I (aq) (réaction 1)

Le diiode formé est titré à l'aide d'une solution de thiosulfate de sodium de concentration bien déterminée.

L'équation de la réaction modélisant cette transformation, également supposée totale, s'écrit :

I2(aq)+ 2 S2O32- (aq) = 2 I - (aq)+ 24 6S O

(aq) (réaction 2)

2.1. Le titrage des ions Cu2+(aq) réalisé est-il un titrage direct ou indirect ? Justifier. 2.2. Pourquoi les deux transformations doivent-elles être totales ? 2 3. Quelle autre caractéristique doit posséder la transformation 2 pour servir de support au titrage ?

2.4. Indiquer les deux couples oxydant/réducteur mis en jeu dans la réaction 2 en précisant pour chaque

couple l'oxydant et le réducteur.

3. Protocole.

Verser 20,0 mL de solution S dans un bécher. Mettre un barreau aimanté (turbulent) puis placer le bécher

sur l'agitateur magnétique. Ajouter à la spatule de l'iodure de potassium KI(s) tout en agitant doucement.

La solution se teinte en brun et se trouble. Le trouble provient de la formation d'un précipité d'iodure de

cuivre CuI(s). Continuer à ajouter lentement l'iodure de potassium jusqu'à disparition totale du précipité.

La solution brune est alors limpide et prête à être titrée. On admet que l'ajout d'iodure de potassium se fait

sans variation du volume de la solution.

Réaliser le titrage de la solution S' obtenue par une solution de thiosulfate de sodium. Lorsque la solution S'

devient jaune pâle, ajouter quelques gouttes d'empois d'amidon (ou de thiodène) puis poursuivre le titrage

goutte à goutte jusqu'à disparition complète de la coloration bleue.

3.1 Quelle verrerie faut-il utiliser pour prélever les 20,0 mL de solution S ? Justifier le choix.

3.2. Quelle est l'espèce chimique présente dans le bécher, responsable de la coloration brune de la solution ? Justifier.

3.3. Quel est le rôle de l'empois d'amidon (ou du thiodène) ?

4. Calcul de la concentration en ions cuivre Cu2+(aq) de la solution S.

4.1. Rappeler la définition du terme "équivalence" utilisé lors d'un titrage.

4.2. Montrer qu'à l'équivalence du titrage, la quantité n(I2) de diiode initialement présente dans la solution S' est liée à la quantité nT de thiosulfate de potassium versée par la relation n(I2) = nT / 2

On pourra s'aider d'un tableau descriptif de l'évolution du système chimique relatif à la transformation 2.

4.3. Application numérique : calculer la quantité de diiode initialement présente dans la solution S'.

Données : concentration en ions thiosulfate de la solution titrante : 2 2 3 aq

S O    = 1,0010 –2 mol.L-1.

Volume de thiosulfate de potassium versé à l'équivalence : VE = 12,0 mL

4.4. Quelle relation lie la quantité de diiode n(I2) calculée à la question précédente et la quantité n0 d'ions

Cu2+(aq) présente dans les 20,0 mL de solution S ? Calculer n0.

On pourra s'aider d'un tableau descriptif de l'évolution du système chimique relatif à la réaction 1.

4.5. En déduire la concentration en ions Cu2+(aq) de la solution S.

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