Année scolaire 2003-2004 Aucun document autorisé, calculatrices autorisées

Examen de TP, module Chimie Expérimentale (minérale) Durée conseillée: 1 heure A rédiger sur une copie différente de la partie chimie organique. I. UV-Visible. Les ions fer(III) et le thiocyanate SCN- forment en solution aqueuse le complexe Fe(SCN)2+, de couleur rouge, qui constitue un test caractéristique des ions Fe(III). Fe3+ + SCN- Log K = 2Fe(SCN)2+

On se propose tout d’abord de déterminer le coefficient d’extinction molaire du complexe Fe(SCN)2+ au maximum d’absorption qui est 480 nm (on ne considèrera que la formation du complexe de stoechiométrie 1 :1 en thiocyanate : Fer par la suite). Une gamme de solutions de complexe Fe(SCN)2+ ont été préparées : Au maximum d’absorption (480 nm), on enregistre une absorbance de 1.321 (0.3 mM), 1.011 (0.2 mM), 0.505 (0.1 mM), 0.253 (0.05 mM) et 0.101 (0.02 mM). Enoncez la loi de Beer-Lambert (sans oublier les unités) et calculez le coefficient d’extinction molaire du complexe Fe(SCN)2+. Le trajet optique des cuves est de 1 cm. II. Echange d’ions. On rempli une colonne de 5.59 g de résine échangeuse de cation, à 50% hydratée, du type de celle utilisée en TP (Dowex 50). On fait passer sur cette colonne 10 ml de solution de Fe3+ (non complexé) à une concentration de 0.501 M. On récupère cette solution en sortie de colonne dans une fiole jaugée de 1 l, et on complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée + un excès de thiocyanate. Aucune coloration rouge ne s’observe (solution (A)). On fait passer de nouveau 10 ml de solution de Fe3+ (non complexé) à une concentration de 0.501 M sans régénérer la résine au préalable. On récupère cette solution en sortie de colonne dans une fiole jaugée de 1 l, et on complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée + un excès de thiocyanate. On observe alors une coloration rouge dans la fiole jaugée. Après avoir dilué 50 fois cette solution (B) on lit l’absorbance et on trouve une valeur de 0.288. On fait passer de nouveau 10 ml de solution de Fe3+ (non complexé) à une concentration de 0.501 M sans régénérer la résine au préalable. On récupère cette solution en sortie de colonne dans une fiole jaugée de 1 l, et on complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée + un excès de thiocyanate. On

observe alors une coloration rouge très intense dans la fiole jaugée. Après avoir dilué 50 fois cette solution (C) on lit l’absorbance et on trouve une valeur de 0.506. Calculez la concentration en Fer(III) dans chacune de ces solutions, discutez de la saturation de la colonne, puis donnez la capacité de cette résine. III. Fer-EDTA / Gravimétrie. Sur la colonne précédente, préalablement régénérée et conditionnée en milieu Na+, on fait passer 20 ml de solution de complexe Fe-EDTA incolore à une concentration de 0.487 M : Fe3+ + EDTA4- Log K = 18FeEDTA-

On récupère cette solution en sortie de colonne dans une fiole jaugée de 100 ml (solution (D)), et on complète jusqu’au trait de jauge avec de l’eau distillée. Vous attendez vous à récupérer du Fer dans la solution (D) ? Justifiez votre réponse. Cependant, lorsqu’on ajoute une goutte de thiocyanate (indicateur du Fer(III)), on n’observe aucune coloration rouge. Comment expliquez vous ceci ? Pour vérifier la présence de Fer dans la solution (D), on effectue une gravimétrie du Fer(III). Sachant que le mode opératoire est similaire à celui qui est utilisé pour l’aluminium, décrivez en 25 lignes maximum comment vous procéderiez (sans indiquer les volumes et concentrations à utiliser), ainsi que le principe de la gravimétrie. Après gravimétrie, on récupère 0.779 g de Fe2O3. Commentez ce résultat. MFe = 56 g.mol-1, MO = 16 g.mol-1