Corrigé physique : Oxydoréduction, avancement et dosage CORRECTION

« DS 4 Oxydoréduction, avancement et dosage CORRECTION 1ère spé I°/ Suivi d’une réaction d’oxydoréduction.

(10,5 points) Le cuivre métallique (Cu) ne réagit pas avec la plupart des acides.

Il réagit uniquement avec l’acide −¿¿ nitrique (H+, NO 3 avec qui il se produit une réaction d’oxydoréduction.

Le cuivre réagit alors avec les −¿¿ ions nitrates (NO 3 ).

Il se forme alors un gaz toxique de couleur rousse : le dioxyde d’azote NO2. Protocole de la réaction : −¿¿ Dans un erlenmeyer, verser 250,0 mL d’une solution d’acide nitrique (H +, NO 3 de concentration C = 0,30 mol.L-1.

Ajouter alors un morceau de cuivre métallique de masse m = 2,88 g et boucher l’erlenmeyer à l’aide d’un bouchon. Données : Masses molaires (en g.mol-1 ) : M(N) = 14 ; M(O) = 16 ; M(Cu) = 63,5 ; M(H) = 1 −¿¿ Couples rédox : Cu2+ / Cu et NO 3 / NO2 Volume molaire dans les conditions de l’expérience : Vm = 24 L mol-1 PARTIE A. 1.

Donner la définition d’une réaction d’oxydoréduction. Echange d’électrons durant une transformation chimique. 2.

Ecrire les 2 demi-équations électroniques correspondant aux couples utilisés lors de la réaction. Cu → Cu2+ + 2é (NO3- + 2H+ + 1é → NO2 + H2O )×2 3.

En déduire l’équation bilan de cette réaction. Cu + 2NO3- + 4H+ → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O 4.

Quel couple a subi une oxydation lors de cette transformation ? Justifier. Le couple Cu2+/Cu.

(Formation de l’oxydant Cu2+) PARTIE B. 5.

Calculer les quantités de matière initiales de chaque réactif. nCu = m/M = 0,045 mol et nNO3- = C×V = 0,075 mol 6.

Construire le tableau d’avancement de la transformation. EI : EF Cu 0,045 0,045 – xmax + 2NO30,075 + 4 H+ → excès 0,075 – 2 xmax Cu2+ + 0 2NO2 + 0 xmax 2xmax 2H2O 0 2xmax 7.

Identifier le réactif limitant. Soit 0,045 – xmax = 0 donc xmax = 0,045 mol Soit 0,075 – 2 xmax = 0 donc xmax = 0,0375 mol. LIMILTANT car le plus petit xmax. 1 8.

Le mélange initial a-t-il été fait dans les proportions stœchiométriques ? Justifier. NON car les 2 xmax sont différents. 9.

Calculer la masse de dioxyde d’azote produite par cette réaction. nNO2 = 2xmax = 0,075 mol donc mNO2 = nNO2×M = 3,45 g II°/ Dosage d’une eau oxygénée.

(7 points) Vous êtes responsable d’un laboratoire d’analyse et l’on vous demande de vérifier la composition en peroxyde d’hydrogène (H2O2) d’une eau oxygénée vendue en pharmacie.

(Voir ci-contre) Le produit pharmaceutique étant trop concentré, vous préparez tout d’abord 150,0 mL d’une solution « S » en diluant d’un facteur 100 l’eau oxygénée pharmaceutique. Vous réalisez ensuite le dosage de 20,0 mL de votre solution S par une solution d’iodure de potassium (K+,I-) acidifiée de concentration CI = 4,0.10-2 mol.L-1.

L’équation bilan du dosage est la suivante : H2O2 + 2 I- + 2 H+ → I2 + 2 H2O L’équivalence est repérée lors du changement de couleur du milieu réactionnel.

On obtient Véq = 8,6 mL. Données :  M(H2O2) = 34 g.mol-1 M(I) = 126,9 g.mol-1 ρ(H2O2) = 1,44 g.mL-1  Seule I2 est une espèce chimique colorée dans cette réaction.

I2 est jaune-marron.  Les ions K+ sont ici spectateurs et les ions H+ (acidité) sont en large excès. 1.

Calculer le volume de solution.... »