Cours en ligne physique chimie en Première

Chapitres physique-chimie en Première

Exercices corrigés sur les dosages colorimétriques en 1ère

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de physique-chimie en Première

Ces exercices corrigés pour le niveau 1ère en spécialité physique chimie sur les dosages colorimétriques pourront vous aider à mieux comprendre les notions d’absorbance, de loi de Beer Lambert, de concentration et d’avancement. En plus de ces exercices et corrigés que vous pouvez faire en autonomie, Groupe Réussite propose des enseignants particuliers en physique chimie pour accompagner les élèves à mieux comprendre et avancer.

Vous pouvez consulter d’autres exercices et corrigés de physique chimie en première sur notre site : exercices sur l’énergie mécanique, exercices sur le théorème de l’énergie cinétique ou encore les exercices corrigés sur les images et couleurs, etc.

QCM sur les dosages colorimétriques en 1ere

Question 1 :

Pour réaliser un dosage le plus précis possible par échelle de teintes, on a intérêt à réaliser cette échelle

a. avec des tubes à essais de diamètres différents et de concentrations aléatoires

b. avec des tubes à essais de diamètres différents et de concentrations régulièrement réparties

c. avec des tubes à essais de même diamètre et de concentrations aléatoires

d. avec des tubes à essais de même diamètre et de concentrations régulièrement réparties.

Question 2 :

D’après la loi de Beer-Lambert, si on compare les solutions dans deux récipients Q et R, tels que

* la largeur de Q est deux fois plus grande que celle de R

* la concentration de la solution dans Q est deux fois plus grande que celle dans R

a. l’absorbance est identique

b. l’absorbance de Q est 2 fois plus grande que celle de R

c. l’absorbance de Q est 2 fois plus petite que celle de R

d. l’absorbance de Q est 4 fois plus grande que celle de R

e. l’absorbance de Q est 4 fois plus petite que celle de R

Corrigé du QCM de 1ère sur la description d’un système chimique

Question 1 :

* Il est important que les tubes soient de même diamètre, car d’après la loi de Beer Lambert, la teinte dépend de l’épaisseur de solution traversée par la lumière.

* en choisissant des concentrations régulièrement réparties, on balaie toutes les couleurs possibles.

Question 2 : L’absorbance est proportionnelle à la fois à l’épaisseur et à la concentration, elle est donc quatre fois plus grande dans Q que dans R.

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Exercices sur les dosages colorimétriques en 1ère

Exercice sur le titrage par dosage grâce au permanganate de potassium.

Le permanganate de potassium contient l’ion permanganate, oxydant du couple rédox

$\mathrm{MnO_4^-/Mn^{2+}}$

Cet ion donne une couleur violette aux solutions, l’ion manganèse II est incolore.

L’acide oxalique est le réducteur du couple

$\mathrm{CO_2/C_2H_2O_4}$

Il est incolore en solution.

On veut titrer l’acide oxalique dans un produit ménager (solution $S_0$ )

On prélève un volume $V_0=10,0~\mathrm{mL}$ de ce produit.

On le dilue 10 fois, on obtient ainsi la solution $S_1$

On prélève un volume $V_1=20,0~\mathrm{mL}$ de cette solution, on l’introduit dans un bécher.

On introduit dans la burette une solution de permanganate de potassium de concentration

$c_p=0,0200~\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$

A l’équivalence, le volume versé vaut

$V_p=8,3~\mathrm{mL}$

a. Quelle verrerie utilise-t-on pour procéder à la dilution ?

b. Comment repère-t-on l’équivalence ?

c. Ecrire la réaction de dosage.

d. Pourquoi doit-on introduire quelques gouttes d’acide sulfurique concentré dans le bécher avant de débuter le dosage ?

e. Calculer la concentration $c_1$ du permanganate dans $S_1$ puis celle $c_0$ dans $S_0$

Exercice sur le degré alcoolique.

La réaction de dosage de l’éthanol par l’ion dichromate s’écrit

$\mathrm{2Cr_2O^{2-}_{7(aq)}+3C_2H_6O_{(aq)}+16H^+_{(aq)}}\rightarrow$

$\mathrm{4Cr^{3+}_{(aq)}+3C_2H_4O_{2(aq)}+11H_2O}$

L’ion dichromate donne une couleur orangée à la solution et l’ion chrome II une couleur verte.

On donne les masses molaires

$M_C=12,0~\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ , $M_H=1,0~\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ et $M_O=16,0~\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$

La masse volumique de l’éthanol pur vaut

$\mu=780~\mathrm{g\cdot L^{-1}}$

Une solution d’éthanol a pour concentration $c_0$

On introduit un volume $V_0=50,0~\mathrm{mL}$ de cette solution dans un bécher, on acidifie la solution, et on place dans la burette une solution de dichromate de potassium de concentration.

$c_1=0,25~\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$

L’équivalence est atteinte pour un volume versé $V_1=12,7~\mathrm{mL}$

a. Comment repère-t-on l’équivalence ? Que peut-on penser de la précision de ce dosage ?

b. Le degré alcoolique de la solution titrée est le rapport entre le volume d’éthanol pur présent par le volume de la solution, multiplié par 100.

Calculer sa valeur.

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Corrigé des exercices sur les dosages colorimétriques en 1ere

Corrigé du titrage par dosage grâce au permanganate de potassium.

a. On utilise une pipette de 10,0 mL pour le prélèvement et une fiole jaugée de 100 mL pour la dilution.

b. À l’équivalence, la goutte supplémentaire de permanganate de potassium versé apporte une couleur permanente.

c. On écrit d’abord les demi-équations.

$\mathrm{MnO_4^-+8H^++5e^-=Mn^{2+}+4H_2O}$

$\mathrm{C_2H_2O_4=2CO_2+2H^++2e^-}$

On multiplie la première demi-équation par 2 et la seconde par 5 pour éliminer les électrons.

$\mathrm{2MnO_4^-+5C_2H_2O_4+6H^+\rightarrow}$

$\mathrm{2Mn^{2+}+10CO_2+8H_2O}$

d. On constate que l’ion hydrogène $H^+$ est un réactif de la réaction d’oxydoréduction. On doit donc acidifier la solution.

d. À l’équivalence, les réactifs sont introduits dans les proportions stœchiométriques. On a donc

$\displaystyle{\frac{c_pV_p}{2}=\frac{c_1V_1}{5}}$

donc $c_1=\displaystyle{5c_pV_p}{2V_1}=0,0208~\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$

On en déduit $c_0=10c_1=0,208~\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$

Corrigé de l’exercice sur le degré alcoolique.

a. La couleur de la solution est de plus en plus verdâtre avant l’équivalence (tout le permanganate est transformé en chrome II), et deviendra de plus en plus orange après (le permanganate persiste). Il n’y a donc pas de changement net de couleur à l’équivalence. Cette méthode est très imprécise.

Le titrage est plutôt fait en introduisant un excès de dichromate dans la solution, puis en titrant la quantité restante de dichromate : c’est un dosage « en retour ».

b. On calcule d’abord la concentration en éthanol par application de la formule du cours.

À l’équivalence,

$\displaystyle{\frac{c_0V_0}{3}=\frac{c_1V_1}{2}}$