Mardi 22 novembre 2011








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Mardi 22 novembre 2011

D.S. Chimie et Physique n° 3

Consignes : Toute formule utilisée doit être indiquée sous forme littérale, le calcul doit être écrit suivi du résultat comportant le nombre correct de chiffres significatifs et suivi de l’unité. Les schémas doivent être suffisamment grands, clairs et convenablement légendés.

I (6 pts) Synthèse du bleu de Prusse

Pour synthétiser un pigment appelé bleu de Prusse, on mélange un volume V1 = 20,0 mL de solution de sulfate de fer(III) de concentration C1 = 1,0.10-1 mol.L-1 et un volume V2 = 30,0 mL de solution d'hexacyanoferrate(II) de potassium de concentration C2 = 1,0.10-1 mol.L-1. La réaction qui se produit a pour équation :

4 Fe3+(aq) + 3 Fe(CN)64-(aq) Fe4[Fe(CN)6]3(s)

Donnée : M(Fe4[Fe(CN)6]3(s)) = 858,6 g.mol-1.

  1. Calculer les quantités de matières initiales des réactifs.

  2. Établir le tableau d'avancement de la réaction.

  3. Déterminer le réactif limitant.

  4. Calculer les quantités de matières des espèces présentes à l'état final.

  5. Quelle masse maximale de bleu de Prusse peut-on espérer obtenir ?

II (3 pts) Couleur de mélanges

Dans chaque cas, donner en justifiant la couleur du mélange de matières colorées. On supposera qu'il n'ya pas de réaction entre les substances mélangées.

  1. Solution d'ions cuivre(II) Cu2+ cyan et solution d'ions chromate CrO42-(aq) jaune.

  2. Solution d'ions permanganate MnO4-(aq) magenta et solution d'ions fer(III) Fe3+ jaune pâle.

  3. Solution de bleu de méthylène (bleu) et solution de jaune de tartrazine (jaune).

III (8 pts) Dosage et colorant d'un sirop

Les sirops de grenadine contiennent un colorant rouge (E124). Après avoir fabriqué une gamme de solutions étalons contenant ce colorant, on mesure leur absorbance à  = 520 nm :

Concentration en mg.L-1

0

2

4

6

8

A

0

0,29

0,55

0,88

1,18

On prépare ensuite une solution S de sirop dilué 10 fois, puis on mesure l'absorbance de cette solution de sirop dans les mêmes conditions expérimentales que pour les solutions étalons : A = 0,35

  1. Comment préparer 250 mL de la solution à 4 mg.L-1 à partir d'une solution mère à 50 mg.L-1 ?

  2. Écrire la de Beer-Lambert en explicitant chaque facteur et en précisant les unités de chaque grandeur.

  3. Tracer la représentation graphique A = f(C) et justifier que la loi de Beer-Lambert est vérifiée ici.

  4. Déterminer le coefficient directeur de la droite d'étalonnage en précisant la méthode utilisée et en donnant son unité.

  5. Retrouver la concentration CS en colorant rouge de la solution S.

  6. En déduire la concentration de colorant dans le sirop.

IV (3 pts) Jus de betterave

Par écrasement de betterave rouge dans un mortier ou par macération de morceaux de betterave dans l'eau, un jus de couleur pourpre est obtenu. Sa couleur est due à la présence de bétanine, une espèce chimique utilisée comme colorant alimentaire sous le code E162.

  1. Quel est le procédé correspondant à une extraction dans un solvant ?

  2. Comment vérifier la présence d'autres colorants dans la betterave ?

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