PREPARATION D’UNE SOLUTION
DE PERMANGANATE DE POTASSIUM ET VERIFICATION DE SA CONCENTRATION

I - But de la manipulation :

On se propose de préparer un volume donné (noté vf) de concentration donnée (notée cf) à partir de permanganate de potassium solide.

On peut avoir besoin :

Exemple : préparation de 250 mL d’une solution de permanganate de potassium à exactement 0,02 mol.L-1.

 

II - Préparation de la solution trop riche :

1. Calcul de la masse à peser :

Données : masses molaires atomiques (en g.mole-1) :

K : 39,1 ;
Mn : 54,9 ;
O : 16,0.

Quantité de matière à peser :

ou

Données :

Résultat :

masse à peser : mKMnO4 = ....................... g

2. Pesée et mise en solution :

 

III - Détermination précise de la concentration de la solution préparée :

1. La réaction utilisée :

On dose le permanganate de potassium par une solution d’acide oxalique (H2C2O4) de concentration connue avec précision.

Dans le permanganate, l’ion oxydant est l’ion MnO4-. Il est oxydant en milieu acide (H+).

L’équation globale de la réaction est :

ou

Les ions H+ sont apportés par de l’acide sulfurique en excès (si l’acide n’est pas en quantité suffisante, le permanganate ne se décolore pas totalement et on observe une couleur brune).

Cette réaction est lente au départ. Pour activer, on peut chauffer légèrement (ne pas dépasser 50 °C) au début du dosage.

La préparation de la solution d’acide oxalique est vue lors de la préparation de la solution de soude.

2. Dosage :

3. Calcul de la concentration de la solution trop riche de permanganate de potassium :

L’équation de la réaction indique qu’à l’équivalence :

Données :

volume de la prise d’essai : vE = vH2C2O4 = ................... mL ;

concentration de la solution d’acide oxalique : cH2C2O4= .............. mol.L-1 ;

 

volume de la chute de burette : vKMnO4 versé = .................. mL.

Résultat :

concentration précise de la solution trop riche de permanganate :

cKMnO4 = ................................ mol.L-1.

 

IV - Ajustage de la concentration de la solution :

1. Calcul du volume à prélever :

La concentration de la solution préparée est trop forte. Il faut la diluer. La concentration de la solution de permanganate est celle trouvée précédemment (cKMnO4) que nous appelons cm (solution mère). Nous voulons un volume vf de solution de concentration cf (solution finale ou solution fille).

cf = concentration finale désirée ;

vf = volume final ;

cm = concentration de la solution mère ;

vm = volume de solution mère à utiliser.

Dilution :

cf x vf = cm x vm

d’où

concentration finale désirée : cf = .......................... mol.L-1 ;

volume final désiré : vf = .............................. mL ;

concentration de la solution mère : cm = cKMnO4 = ...................... mol.L-1 ;

volume de solution mère à prélever : vm =....................... mL.

Ce volume étant généralement important, il est préférable de mesurer le volume d’eau et d’ajuster avec la solution mère (soit avec une burette graduée, soit avec une éprouvette si le volume est important).

vf = vm + veau

La relation écrite ci-dessus devient :

cm ´ (vf - veau) = cf ´ vf

d’où

Volume d’eau à prélever : veau = ........................... mL.

2. Préparation :

prélever le volume d’eau calculé et l’introduire dans la fiole jaugée de volume vf rincée avec un peu de la solution d’ajustage ;

compléter au trait de jauge avec la solution de permanganate de potassium ;

homogénéiser.

3. Contrôle de la concentration de la solution de permanganate :

Doser la solution ajustée avec la solution d’acide oxalique dans les mêmes conditions que précédemment : si la préparation a été bien effectuée, on doit trouver la concentration souhaitée.

Remarque :

les solutions de permanganate de potassium se conservent à l’abri de la lumière dans des flacons en verre jaune bouchés avec des bouchons de plastique (éviter le caoutchouc).

Cependant la concentration peut évoluer légèrement.

Pour connaître la concentration avec précision, elles doivent être dosées en principe, juste avant utilisation.

Annexe : calcul du volume de la prise d’essai à utiliser lors d’un dosage :

il dépend bien sûr des concentrations des solutions utilisées. On désire généralement une chute de burette de l’ordre de 10 mL.

La solution d’acide oxalique dont on dispose a une concentration notée CH2C2O4 (ici cH2C2O4 = 0,05 mol.L-1).

La concentration de la solution de permanganate est de l’ordre de cf mol.L-1.

Quel est le volume de la prise d’essai à utiliser ?

Le volume de la prise d’essai est mesuré avec précision à l’aide d’une pipette jaugée. On choisit donc la pipette dont le volume est le plus proche du résultat trouvé.

(cf paragraphe III - 3.)

Données :

concentration de la solution d’acide oxalique :

cC2H2O4 = ....................... mol.L-1 ;

ordre de grandeur de la solution de KMnO4 :

cKMnO4 = c1 » ........................ mol.L-1 ;

ordre de grandeur de la chute de burette : vKMnO4 » 10 mL.

Résultat :

ordre de grandeur de la prise d’essai d’acide oxalique :

vH2C2O4 » ................. mL ;

volume de la prise d’essai à utiliser : vE = ...................... mL.

 


Académie de Poitiers
Courrier électronique : alain.drouglazet
Dernière mise à jour : 05/03/99