1S Thème : Observer Dosage d’une espèce colorée CORRECTION Problématique Comment déterminer la concentration molaire en permanganate de potassium contenu dans l’eau de Dakin ? 1. Analyse du problème (ANA) Rédiger un protocole expérimental qui permette de répondre à cette question en vous aidant des documents et de la liste de matériel donnée ci-dessous. - Préparer différentes solutions filles de concentration Ci par dilution à partir d’une solution mère de concentration C0 = 2,0.10-4 mol.L-1 – Mesurer l’absorbance A de chacune de ces solutions à l’aide d’un spectrophotomètre – Mesurer l'absorbance A de la solution de Dakin - Tracer la courbe d’étalonnage A = f (Ci) - Déterminer par exploitation graphique la concentration en permanganate de potassium de la solution de Dakin. 2. Réalisation du protocole expérimental proposé (REA) Préparation des solutions filles Au cours d’une dilution la quantité de matière (soluté) est constante : n0 = C0V0 = nf = CfVf On connait : C0 = 2,0.10-4 mol.L-1 ; Vf = 100mL (fiole jaugée) et Cf = 1,5.10-4 ; 1,2.10-4 ; 1,0.10-4 ; 0,5.10-4 et 0,2.10-4 mol.L-1 On cherche le volume mère V0 à prélever à l’aide de pipette jaugée. Or V0 = 𝐶𝑓. 𝑉𝑓 𝐶0 = 1,5.10−4 .100.10−3 2,0.10−4 = 0,075 L = 75 mL On prélève un volume de 75 mL de solution mère à l’aide d’une pipette de 50 mL et de 25 mL. On suit le protocole suivant pour préparer la solution fille. Tableau récapitulatif des volumes à prélever : Solution fille Concentration fille Volume mère à prélever S1 1,5.10-4 S2 1,2.10-4 S3 1,0.10-4 S4 0,5.10-4 S5 0,2.10-4 75 mL 60 mL 50 mL 25 mL 10 mL On règle le spectrophotomètre sur la longueur d’onde correspondant au maximum d’absorption : d’après le graphe ci-contre, on doit se placer à λ = 530 nm Absorbances mesurées : Concentration fille Absorbance S1 S2 S3 S4 S5 1,5.10-4 1,2.10-4 1,0.10-4 0,5.10-4 0,2.10-4 Eau de Dakin ? 0,326 0,260 0,211 0,088 0,022 0,114 Courbe d’étalonnage A l’aide du réticule, on se place sur l’absorbance de l’eau de Dakin, puis on relève sa concentration molaire : C = 66 µmol/L = 66.10-6 mol.L-1 3. Validation (VAL) La concentration molaire en permanganate de potassium contenu dans l’eau de Dakin est : C = 66.10-6 mol.L-1 A l’aide de l’étiquette du Dakin, calculer la concentration massique en permanganate de potassium Cm de l’eau de Dakin. Concentration massique théorique : Cm = 0,0010 g pour 100 mL soit Cm = 𝑚 𝑉 = 0,0010 0,100 = 0,010 g/L M KMnO4 = MK + MMn + 4×MO = 39,1 + 54,9 + 4×16,0 = 158 g.mol-1 Donner la relation entre la concentration massique et la concentration molaire. Calculer la concentration molaire théorique en permanganate de potassium. Concentration molaire théorique: C = 𝑛 𝑉 Calculer la valeur de l’écart relatif : e = | = 6,6.10−5 − 6,3.10−5 | 6,3.10−5 = 0,047 = 4,7% ≈ 5% 𝑀.𝑉 = 𝐶𝑒𝑥𝑝− 𝐶𝑡ℎé𝑜 10% pour considérer les mesures correctes. e=| 𝑚 𝐶𝑡ℎé𝑜 𝐶𝑚 𝑀 = 0,010 158 = 6,3.10-5 mol.L-1 | et donner sa valeur en pourcentage. Il doit être inférieur à
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