Comment calculer la concentration C1 ?

Détermination de la concentration d’eau oxygénée par titrage au permanganate de potassium

Le dosage d’une solution d’eau oxygénée par une solution de permanganate de potassium de concentration connue permet de déterminer la concentration de l’eau oxygénée. Cette méthode, basée sur un titrage redox, repose sur une réaction chimique équilibrée et l’application de principes stoechiométriques. Cet article détaille le calcul permettant de déterminer la concentration inconnue de l’eau oxygénée (C1).

Principe du dosage:

L’eau oxygénée, H₂O₂, réagit avec une solution de permanganate de potassium, KMnO₄, en milieu acide. La réaction est une réaction d’oxydoréduction, où l’eau oxygénée est l’agent réducteur et le permanganate est l’agent oxydant. L’équation bilan équilibrée de cette réaction est nécessaire pour le calcul. (Note: Il est indispensable d’avoir l’équation équilibrée pour ce calcul. Cet exemple utilise une équation simplifiée, et l’équation complète doit être utilisée pour des résultats précis.)

Exemple concret (avec hypothèses pour l’illustration):

Supposons une réaction simple et équilibrée:
2 H₂O₂ + KMnO₄ + 3H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5 H₂O + O₂

On titre 10,0 mL d’eau oxygénée (solution de concentration inconnue, C1) avec 15,4 mL d’une solution de permanganate de potassium de concentration C₂ = 1,0 x 10⁻² mol.L⁻¹.

Calcul de C1:

1. Calcul des moles de permanganate utilisées:
   Le nombre de moles (n₂) de permanganate est donné par la formule :
   n₂ = C₂ × V₂
   où V₂ est le volume de solution de permanganate utilisé (en litres).
   n₂ = (1,0 x 10⁻² mol.L⁻¹) × (15,4 x 10⁻³ L) = 1,54 x 10⁻⁴ mol

2. Application de la stoechiométrie:
   L’équation équilibrée indique le rapport molaire entre l’eau oxygénée et le permanganate. Dans notre exemple simplifié : 2 moles d’eau oxygénée réagissent avec 1 mole de permanganate. Par conséquent, le nombre de moles (n₁) d’eau oxygénée est :
   n₁ = 2 × n₂ = 2 × 1,54 x 10⁻⁴ mol = 3,08 x 10⁻⁴ mol

3. Calcul de la concentration C1:
   La concentration C1 de l’eau oxygénée est donnée par la formule :
   C₁ = n₁ / V₁
   où V₁ est le volume de solution d’eau oxygénée utilisée (en litres).
   C₁ = (3,08 x 10⁻⁴ mol) / (10,0 x 10⁻³ L) = 0,0308 mol.L⁻¹

Conclusion:

La concentration de la solution d’eau oxygénée est de 0,0308 mol.L⁻¹. Il est crucial de noter que cette valeur dépend de l’équation chimique équilibrée. L’équation utilisée ici est un exemple simplifiée et l’équation chimique exacte utilisée dans l’expérience doit être utilisée pour obtenir un résultat précis. Il est également important de tenir compte de l’acidité du milieu pour une réaction précise.