PC(P)SI

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Fénelon-Sainte-Marie

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PC(P)SI

Dosage du chrome dans un acier inoxydable
On pèse avec précision 1,000 g d’acier qui contient en plus du fer, du chrome, du manganèse et du nickel.
On l’attaque avec 50 mL d’acide sulfurique H2SO4 à 2 mol L1 en le portant à ébullition douce tant qu’un dégagement gazeux se produit. On dilue alors avec 500 mL d’eau.
On ajoute ensuite 5 mL de la solution d’acide sulfurique et environ 1 g de peroxodisulfate de potassium
K2S2O8 On maintient un quart d’heure à ébullition pour détruire l’excès de peroxodisulfate.
On ajoute à chaud de l’acide chlorhydrique à 6 mol L1 jusqu’à voir la teinte jaune des ions dichromate. On observe la formation de dichlore que l’on chasse par ébullition pendant 5 minutes.
On titre ensuite par une solution de Fe2 de concentration c =0,100 mol L1.
L’équivalence est repérée par le virage d’un indicateur coloré approprié.
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Mn2/Mn E°2= – 1,18 V
Cr3 / Cr
E°4 = – 0,91 V
O2/H2O
E°11 = 1,23V
2
3
2
2
Fe / Fe
E°5= – 0,44V
Fe / Fe
E°6= 0,77 V
Ni / Ni
E°7 = – 0,23 V
Cl2(g)/ Cl E°9= 1,36 V
HClO/ Cl2(g) E°10 1,62 V
S2O82/SO42 E08 = 2,01 V
Cr2O72(orange)/ Cr3(vert clair) E°3= 1,33 V
MnO4(violet)/ Mn2
E°1= 1,51 V
HC1O/C1O pKa= 7,5
1. Déterminer les états d’oxydation des métaux présents dans l’acier après l’attaque par l’acide sulfurique.
Écrire les équations-bilan des réactions correspondantes.
2. Quel est le rôle du peroxodisulfate ? Écrire les équations bilan des réactions qui se produisent dans cette deuxième phase. Quelle est la couleur dominante?
3. Comment l’excès de peroxodisulfate est-il détruit? (écrire l’équation de la réaction).
4. Quel est le rôle de l’acide chlorhydrique?
5. Expliquer le dosage du chrome et calculer le pourcentage massique en chrome dans l’acier lorsque le volume à l’équivalence vaut 4,2 mL.
6. Afin de reprendre l’explication de l’action de l’acide chlorhydrique, Le graphe ci-dessous donne un diagramme E-pH muet du chlore à C = 0,1 mol L1. Identifier chaque