I- Principe d’un titrage.

- Que signifie titrer une espèce chimique en solution ?

- Titrer une espèce chimique en solution, c’est déterminer sa concentration molaire dans la solution

- Qu’est-ce qu’un réactif de dosage ?

- C’est le réactif titré ou le réactif à titrer.

- Qu’est-ce qu’un réactif de titrant ?

- Le réactif titrant est une espèce chimique en solution de concentration connue qui réagit avec le réactif à titrer.

- Définir l’équivalence d’un titrage.

- à l’équivalence, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques définies par les coefficients de la réaction. 

- à l’équivalence, il n’y a pas de réactif limitant.

- Quelles sont les caractéristiques d’une réaction de dosage ?

- La réaction de dosage doit être rapide, totale, unique.

II- Expérience préliminaire.

Dans un tube à essais :

- Introduire 2 mL de solution de sel de Mohr (1).

- Ajouter goutte à goutte une solution de permanganate de potassium (K⁺ _(aq)  +  MnO₄^– _(aq)) acidifiée. 

- Observer et interpréter sachant que

- les ions permanganate MnO₄^– donnent une couleur violette à la solution qui les contient

- que les ions fer II, Fe²⁺ _(aq), donnent une couleur vert pâle à la solution qui les contient

- que les ions fer III, Fe³⁺ _(aq), donnent une couleur jaune orangée à la solution qui les contient

- et que les autres ions sont incolores.

- Observations :

- La solution de permanganate de potassium (K⁺_(aq)  +  MnO₄^– _(aq)) acidifiée

-  se décolore presque immédiatement en présence de sel de Mohr (ions fer II, Fe²⁺ _(aq)). 

- La solution dans le tube à essais prend une teinte orange caractéristique des ions fer III, Fe³⁺ _(aq).

Citer les deux couples oxydant / réducteur mis en jeu. Établir l’équation bilan de la réaction de titrage.

III- Titrage.

1)- Le matériel.

- Repérer le matériel fourni. Le schématiser et noter les modes d’utilisation.

2)- Les solutions.

- Noter les caractéristiques de toutes les solutions mises à votre disposition.

-  La solution de permanganate de potassium est violette (les ions permanganate MnO₄^– donnent une couleur violette à la solution qui les contient).

- La solution de sel de Mohr (2) est vert pâle (les ions fer II, Fe²⁺ _(aq), donnent une couleur vert pâle à la solution qui les contient)

- Les ions fer III, Fe³⁺ _(aq), donnent une couleur jaune orangée à la solution qui les contient.

- et que les autres ions sont incolores.

- Remarque :

-  La burette de Mohr recevra la solution de permanganate de potassium et un bécher recevra la solution de sel de Mohr.

3)- Titrage rapide.

- Rincer la burette avec la solution de permanganate de potassium de concentration C₀ = 15 mmol / L.

- Remplir la burette avec la solution de permanganate de potassium (solution oxydante) et ajuster le niveau au zéro de la graduation.

- À l’aide d’une pipette munie de sa propipette, prélever un volume V  = 10 mL de la solution de sel de Mohr (solution réductrice). 

- Faire s’écouler le liquide le long de la paroi du bécher.

-  Ajouter un barreau aimanté.

-  Ajouter un peu d’eau distillée.

- Placer le bécher au-dessous de la burette de Mohr et sur un agitateur magnétique.

Faire un schéma du dispositif prêt à fonctionner. 

Verser mL par mL la solution de permanganate de potassium jusqu’à l’obtention du changement de couleur observé lors de l’expérience préliminaire.

Noter le volume, V₁ de solution de permanganate de potassium versé.

- V₁ = 14 mL

Avec quelle précision connaît-on le volume versé à l’équivalence ?

- Précision de l’ordre du millilitre.  En conséquence : 13 mL < V_eq <  14 mL

4)- Le titrage précis.

Recommencer le titrage, mais en versant d’un seul coup un volume V₁ – 2 mL de réactif titrant.

- Continuer ensuite goutte à goutte jusqu’au changement de couleur.

Noter V_eq le volume versé.

- V_eq ≈ 13,5 mL

Avec quelle précision connaît-on le volume versé à l’équivalence ?

-  Le volume versé à l’équivalence est connu à la goutte près (ordre de grandeur de 0,05 mL à 0,10 mL)

IV- Exploitation.

Construire le tableau descriptif de l’évolution du système pour un volume V quelconque de solution de permanganate de potassium versé.

- Tableau d’avancement de la réaction : pour un volume V < V_eq.

Établir les relations concernant les quantités de matière qui permettent de déterminer la concentration des ions fer II de la solution de sel de Mohr.

-  À l’équivalence, les réactifs sont dans les proportions stœchiométriques : il n’y a pas de réactifs limitant. 

- Tous les réactifs ont été consommés.

- C.V_eq – x_max = 0  =>  x_max = C.V_eq (1)

-    (2)

- En combinant (1) et (2) :

Donner l’expression littérale de la concentration recherchée.

-   de cette expression, on tire :

Calculer la valeur de la concentration en ions fer II de la solution de sel de Mohr.

- Concentration en ions fer II :

-