Équilibre chimique : le fer et l'anion thiocyanate

Thèmes abordés

Équilibre chimique, Université de Sherbrooke, principe de Le Chatelier, solution à l'équilibre de FeSCN2+, température, cellule d'analyse

Résumé du document

Dans ce devoir, la réaction entre le fer et l'anion thiocyanate sera à l'étude (...)
En tirant profit des propriétés de la constante d'équilibre, si on prépare une solution dont la concentration en Fe3+ est beaucoup plus élevée que la concentration en SCN- , il est possible d'approximer que tout le SCN+ sera transformé en FeSCN2+ (la validité de cette approximation sera vérifiée plus tard).

Extraits

[...] Chaque solution a un volume total de 10,0 mL. Les concentrations initiales Fe3+0 et SCN-0 sont données par les formules : Fe3+0=CFeNO33VFeNO33Vtotal et SCN-0=CKSCNVKSCNVtotal. Les résultats sont résumés dans le tableau suivant : Tableau des constantes d'équilibre pour les solutions 1 à 4 La réaction chimique a un coefficient stœchiométrique de 1 pour chaque réactif et pour le produit. Ainsi, à l'équilibre, il y aura eu autant de réactifs consommées que de produits. Le volume étant le même, alors à l'équilibre, il suffit simplement de soustraire la concentration FeSCN2+ aux concentrations initiales Fe3+0 et SCN-0. [...]

[...] Les résultats sont résumés dans le tableau suivant : On voit que la constante d'équilibre diminue quasi linéairement avec la température : Question 1 L'approximation faite initialement pour la solution de référence est valable. En effet, d'après le tableau IRE, on voit que la concentration à l'équilibre SCN-=7,70.10-6 est négligeable par rapport à la concentration en Fe3+=1,798.10-1 et FeSCN2+=1,923.10-4 mol.L-1. La valeur obtenue pour FeSCN2+ est également assez proche de celle calculée en supposant que tout le SCN- s'est transformé. Question 2 Lorsqu'on chauffe la réaction, on voit que la constante d'équilibre diminue. [...]

[...] Équilibre chimique But du laboratoire Le but du laboratoire est la détermination de la constante d'équilibre de la réaction entre le fer et l'anion thiocyanate. Pour cela on utilise la spectrophotométrie afin de déterminer la concentration du produit FeSCN2+. Calcul de la constante ε La première étape du laboratoire consiste à déterminer la constante ε intervenant dans la loi de Beer-Lambert qui relie les mesures d'absorbance à la concentration. On calcule d'abord la concentration en FeSCN2+ de la solution de référence obtenue en mélangeant 9,0 mL de FeNO33 à 0,200 mol.L-1 avec 1,0 mL de KSCN à 0,00200 mol.L-1. [...]

[...] C'est le principe de Le Chatelier. On en déduit que la réaction étudiée est endothermique. Question 3 Si les solutions à l'équilibre de FeSCN2+ sont stockées dans un réfrigérateur, alors en les laissant réchauffer à la température de la pièce, la constante d'équilibre va diminuer, et donc la concentration FeSCN2+ à l'équilibre va aussi diminuer. On devrait observer une teinte rouge de plus en plus pâle au fur et à mesure que la température de la solution augmente. Question 4 On rince la cellule avec la solution à analyser de sorte que toutes les gouttelettes de solution qui reste sur la parois de la cellule par capillarité soient de même concentration que la solution à analyser. [...]